For kovalente forbindelser er de repræsentative partikler molekyler. Molekyler er elektrisk neutrale grupper af atomer, der holdes sammen af kovalente bindinger. Kovalente bindinger dannes, når atomer deler elektroner for at opnå en stabil elektronkonfiguration. Molekyler kan være sammensat af to eller flere atomer af det samme grundstof (f.eks. H2, O2) eller forskellige grundstoffer (f.eks. H2O, CO2). En kovalent forbindelses egenskaber bestemmes af de atomer, der udgør molekylet, og den måde, hvorpå atomerne er bundet sammen.