Ikatan kovalen terjadi ketika dua atom non-logam saling berbagi pasangan elektron untuk mencapai kestabilan (konfigurasi oktet atau duplet). Tidak ada perpindahan elektron seperti pada ikatan ion, melainkan pemakaian bersama satu atau lebih pasangan elektron.
Jenis ikatan kovalen dibedakan berdasarkan jumlah pasangan elektron yang digunakan bersama:
Ikatan kovalen tunggal: satu pasang elektron bersama (contoh: H₂, Cl₂).
Ikatan kovalen rangkap dua: dua pasang elektron bersama (contoh: O₂, CO₂).
Ikatan kovalen rangkap tiga: tiga pasang elektron bersama (contoh: N₂).
Senyawa kovalen biasanya tidak menghantarkan listrik, memiliki titik leleh rendah, dan tidak larut dalam air. Namun, beberapa di antaranya dapat bersifat polar (seperti H₂O) atau nonpolar (seperti CH₄) tergantung perbedaan keelektronegatifan antar atom.
Selain itu, terdapat ikatan kovalen koordinasi, yaitu ikatan di mana pasangan elektron bersama berasal dari satu atom saja. Contohnya adalah ion amonium (NH₄⁺) dan ion hidronium (H₃O⁺).