Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι ο ισχυρότερος τύπος χημικών δεσμών και δημιουργούνται μεταξύ ατόμων με παρόμοια ηλεκτραρνητικότητα. Γενικά, η ηλεκτραρνητικότητα αυξάνεται προς τα δεξιά του περιοδικού πίνακα και μειώνεται κάτω από τον πίνακα. Η ηλεκτροαρνητικότητα δεν είναι ατομική ιδιότητα, αλλά εμφανίζεται όταν τα άτομα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Σύμφωνα με τη σύγχρονη ατομική θεωρία, τα άτομα έχουν ηλεκτρόνια που τα περικυκλώνουν σε κελύφη που ονομάζονται τροχιακά. Κάθε τροχιακό έχει έναν μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων και κάθε άτομο «θέλει» να μεγιστοποιήσει τα ηλεκτρόνια του σε κάθε τροχιακό. Τα ευγενή αέρια είναι τα πιο σταθερά στοιχεία επειδή τα ηλεκτρονιακά τροχιακά τους φέρουν όλα τον μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων. Δεν είναι σε θέση να σχηματίσουν ομοιοπολικούς δεσμούς.
Όταν δύο ή περισσότερα άτομα έχουν παρόμοια ηλεκτραρνητικότητα, οι συνθήκες είναι ώριμες για ομοιοπολικούς δεσμούς. Τα τροχιακά ηλεκτρονίων και των δύο ατόμων αναζητούν παρόμοιο αριθμό άλλων ηλεκτρονίων για να μεγιστοποιήσουν τα ηλεκτρονιακά κελύφη τους. Όταν τα άτομα ενώνονται, τα ηλεκτρονιακά τους κελύφη αναμιγνύονται και δημιουργούν κάτι που ονομάζεται «μοριακά τροχιακά», όπου τα ηλεκτρόνια περιφέρονται ελεύθερα μεταξύ των δύο ατόμων και περιστρέφονται γύρω από τους πυρήνες και των δύο. Αυτό καθιστά τα ομοιοπολικά συνδεδεμένα υλικά, όπως το διαμάντι και πολλά μέταλλα, αρκετά αγώγιμα. Αντίθετα, οι ιοντικοί δεσμοί, όπως ο τύπος των δεσμών που συγκρατούν το χλωριούχο νάτριο (άλας), τα ηλεκτρόνια διατηρούνται στα αντίστοιχα άτομα τους και η συνολική μοριακή δομή είναι πιο αδύναμη ως αποτέλεσμα.
Οι ομοιοπολικοί δεσμοί δεν είναι συνηθισμένοι στις διαδικασίες της ζωής, επειδή χρειάζεται υπερβολική ενέργεια για να διασπαστούν, καθιστώντας τους πολύ δύσκολο να εργαστείς μαζί τους. Ανάλογα με τον αριθμό των κοινών ζευγών ηλεκτρονίων, ο δεσμός χαρακτηρίζεται ως απλός, διπλός, τριπλός κ.ο.κ. Μερικά από τα μέταλλα με τα υψηλότερα σημεία τήξης, το μολυβδαίνιο και το ρήνιο, έχουν τετραπλούς δεσμούς. Οι πενταπλοί και οι εξαπλοί δεσμοί είναι αρκετά σπάνιοι και υπάρχει καλός λόγος να πιστεύουμε ότι τίποτα στον περιοδικό πίνακα δεν μπορεί να υπερβεί έναν εξαπλό δεσμό.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο ομοιοπολικός είναι ο ισχυρότερος δυνατός τύπος χημικού δεσμού. Άλλοι χημικοί δεσμοί περιλαμβάνουν ιοντικούς δεσμούς, δεσμούς υδρογόνου και τη δύναμη van der Waals. Υπάρχουν πολλοί άλλοι τύποι σπάνιων και εξωτικών δεσμών, αλλά αυτοί οι τέσσερις είναι μακράν οι πιο συνηθισμένοι.