Moleculele se formează atunci când doi sau mai mulți atomi se îmbină chimic prin legarea covalentă. Atomii pot fi de același element sau elemente diferite. Dacă molecula este formată din mai mult de un element, se face referire ca un compus chimic.
Proprietățile unei molecule sunt rezultatul elementelor implicate și al proprietăților legăturilor covalente care le țin împreună. Legarea covalentă apare atunci când atomii împart electroni, ceea ce creează o legătură care nu se descompune ușor. Diferența dintre valorile electronegativității dintre atomi determină tipul de legătură care se formează. Dacă valorile electronegativității sunt foarte asemănătoare, se va forma o legătură covalentă nepolară. Dacă diferența dintre valorile electronegativității este semnificativ diferită, dar nu foarte mare, se va forma o legătură covalentă polară. Legăturile polar dintr-o moleculă pot adăuga la polaritatea globală a moleculei și îi pot da proprietăți speciale ca o moleculă polară.
Legăturile ionice apar atunci când există o mare diferență în electronegativitatea a doi atomi. Legăturile ionice implică transferul de electroni de la un atom la altul pentru a crea ioni încărcați care se leagă împreună. Compușii ionici nu sunt molecule. Deoarece legăturile covalente se formează numai între nemetale, moleculele vor fi compuse numai din elemente nemetalice.