Οι χημικοί δεσμοί είναι άτομα που συγκρατούνται μεταξύ τους μέσα σε μόρια ή κρυστάλλους. Σχηματίζονται ως αποτέλεσμα των ατόμων που μοιράζονται ηλεκτρόνια. Σχηματίζονται επίσης από την πλήρη μεταφορά ηλεκτρονίων. Οι τρεις κύριοι τύποι δεσμών είναι ιονικοί, ομοιοπολικοί και πολικοί ομοιοπολικοί. Οι δεσμοί υδρογόνου περιλαμβάνονται συχνά και στην επικεφαλίδα των χημικών δεσμών.
Οι ιοντικοί δεσμοί είναι χημικοί δεσμοί που δημιουργούνται από αντιδράσεις στοιχείων χαμηλής ηλεκτραρνητικότητας με εκείνα που είναι υψηλής ηλεκτραρνητικότητας. Σε τέτοιες περιπτώσεις, πραγματοποιείται πλήρης μεταφορά ηλεκτρονίων. Ένα παράδειγμα ιοντικού δεσμού είναι το κανονικό επιτραπέζιο αλάτι, που επιστημονικά αναφέρεται ως χλωριούχο νάτριο. Κατά το σχηματισμό αυτού του χημικού δεσμού, το νάτριο μεταφέρει το ηλεκτρόνιο του εξωτερικού του κελύφους στο χλώριο. Το νάτριο έχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο εξωτερικού κελύφους και το χλώριο χρειάζεται μόνο ένα για το κέλυφός του.
Οι ομοιοπολικοί χημικοί δεσμοί είναι λίγο διαφορετικοί και συνήθως σχηματίζονται μεταξύ ατόμων που δεν έχουν πλήρως γεμισμένα εξωτερικά κελύφη. Στους ομοιοπολικούς δεσμούς, τα ηλεκτρόνια μοιράζονται πλήρως. Αυτοί οι δεσμοί σχηματίζονται μεταξύ ατόμων που είναι παρόμοια σε ηλεκτραρνητικότητα. Οι περισσότερες οργανικές ενώσεις περιέχουν ομοιοπολικούς δεσμούς.
Οι πολικοί ομοιοπολικοί χημικοί δεσμοί βρίσκονται κάπως μεταξύ ιοντικών και ομοιοπολικών δεσμών. τα άτομα σε αυτούς τους χημικούς δεσμούς μοιράζονται ηλεκτρόνια. Ωστόσο, τα άτομα εστιάζουν τον περισσότερο χρόνο τους σε ένα συγκεκριμένο άτομο, παρά σε άλλα στην ίδια ένωση. Αυτός ο τύπος χημικού δεσμού σχηματίζεται όταν τα άτομα είναι πολύ διαφορετικά σε ηλεκτραρνητικότητα. Το νερό είναι ένα παράδειγμα πολικού ομοιοπολικού δεσμού. Το οξυγόνο νικάει το υδρογόνο όσον αφορά την ηλεκτραρνητικότητα. Ως εκ τούτου, τα ηλεκτρόνια στο νερό περνούν περισσότερο χρόνο γύρω από το οξυγόνο από το υδρογόνο.
Στο νερό, το άκρο του οξυγόνου του μορίου του νερού έχει αρνητικό φορτίο ενώ το άκρο του υδρογόνου έχει θετικό φορτίο. Αυτό το αντίθετο φορτίο έχει ως αποτέλεσμα μια ισχυρή ηλεκτροστατική έλξη που θεωρείται δεσμός υδρογόνου. Αυτός ο τύπος χημικού δεσμού έχει σημαντικό ρόλο στον προσδιορισμό των κρίσιμων χαρακτηριστικών του νερού, ζωτικής σημασίας για τα ζωντανά όντα. Ωστόσο, οι δεσμοί υδρογόνου δεν περιορίζονται μόνο στο νερό. Μπορούν να εμφανιστούν και σε άλλα μόρια.