Bir atom, valans kabuğu —elektron içeren en dıştaki enerji kabuğu— tam dolduğunda en kararlıdır. Çoğu element doğal olarak tam dolu valans kabuklarına sahip değildir, bu yüzden bazı atomlar, kovalent bağları oluşturmak için elektronları diğer atomlarla paylaşarak daha kararlı hale gelirler. İki veya daha fazla atom bu şekilde birbirine bağlandığında, bir molekül olarak adlandırılırlar. Moleküller iki veya daha fazla farklı elementten oluştuğunda, bileşik olarak adlandırılırlar.
Tüm atomlar kararlı olmak isterler ve dengeyi sağlayabilmenin bir yolu da elektronları diğer atomlarla paylaşmaktır. Genellikle, bu, valans kabuğundaki elektronların tamamen tamamlanmasını sağlar. Bir çift elektronun iki atom arasında paylaşılmasına kovalent bağ denir. Ne zaman iki veya daha fazla atom kovalent olarak birbirine bağlansa, molekül olarak adlandırılırlar.
Bileşik, sabit bir oranda birleşen iki veya daha fazla elementten oluşan herhangi bir maddedir. Birçok molekül bileşiktir, ancak tüm bileşikler molekül değildir —bileşikler aynı zamanda iyonik etkileşimlere katılan atomlardan oluşabilirler. Su —kimyasal formülü H2O— moleküler bir bileşiğin bir örneğidir. Nerede bulunursa bulunsun, her zaman her oksijen atomu için iki hidrojen atomu içerecektir ve tek bir su molekülünü oluşturan üç atom ortak elektronları ile birbirine bağlanacaktır.
