V kovalentni vezi si dva atoma med seboj delita skupni ali vezni elektronski par. Delitev elektronov med atomi omogoča atomom, da dosežejo tako razporeditev elektronov v zunanji lupini, kot jo imajo žlahtni plini, za katero vemo, da je zelo stabilna.
Najpreprostejši primer kovalentne vezi je nastanek kovalentne vezi med atomoma vodika, ki tako tvorita molekulo vodika.
V molekuli vodika si atoma delita skupni ali vezni elektronski par, zato sta atoma vodika med seboj povezana v molekulo vodika z enojno kovalentno vezjo, kar lahko zapišemo kot:
Na skici sta prikazana skupna ali vezna elektronska para med atomoma kisika, strukturna formula in model molekule kisika.
V molekuli kisika sta atoma kisika povezana z dvojno kovalentno vezjo.
Na skici so prikazani skupni ali vezni elektronski pari med atomoma dušika, strukturna formula in model molekule dušika.