Атомите се поврзуваат меѓусебно со хемиски врски кога градат елементарни супстанции или соединенија. Начинот на кој атомите се сврзани меѓусебно има силно влијание врз физичките и хемиските својства на супстанциите. Дури и кога станува збор за супстанции со ист состав, различните начини на поврзување на атомите доведуваат до различни својства. На пример, и графитот, и дијамантот претставуваат чист јаглерод, но нивните својства многу се разликуваат поради различниот начин на поврзување на јаглеродните атоми.
Две р-орбитали кои формираат пи-врска.
Постојат различни начини на кои можат да се сврзат атомите, но во основата на сите нив лежат електростатички интеракции, односно заемодејствија. Всушност, хемиските врски се образуваат со размена на валентните електорни меѓу атомите што ја градат врската. Притоа, атомите што учествуваат во размената на електрони се стремат да постигнат стабилна електронска конфигурација со осум електрони во последниот електронски слој (октет), каква што постои кај благородните гасови (освен водородот, кој се стреми да постигне конфигурација на хелиум - дублет).