As moléculas são formadas quando dois ou mais átomos são unidos quimicamente por meio de uma ligação covalente. Os átomos podem ser do mesmo elemento ou de elementos diferentes. Se a molécula for formada por mais de um elemento, ela é chamada de composto químico.
As propriedades de uma molécula são o resultado dos elementos envolvidos e das propriedades das ligações covalentes que os mantêm unidos. A ligação covalente ocorre quando os átomos compartilham elétrons, o que cria uma ligação que não se dissocia facilmente. A diferença nos valores de eletronegatividade entre os átomos determina o tipo de ligação que é formada. Se os valores de eletronegatividade forem muito semelhantes, uma ligação covalente apolar se formará. Se a diferença nos valores de eletronegatividade for significativamente diferente, mas não muito, uma ligação covalente polar se formará. As ligações polares em uma molécula podem aumentar a polaridade geral da molécula e dar a ela propriedades especiais como uma molécula polar.
As ligações iônicas ocorrem quando há uma grande diferença na eletronegatividade de dois átomos. As ligações iônicas envolvem a transferência de elétrons de um átomo para outro para criar íons carregados que se unem. Os compostos iônicos não são moléculas. Como as ligações covalentes só se formam entre não metais, as moléculas serão compostas apenas por elementos não metálicos.