W polarnym wiązaniu kowalencyjnym elektrony są dzielone nierównomiernie pomiędzy dwoma związanymi atomami. Oznacza to, że elektrony, które ciągle się poruszają, spędzają więcej czasu z jednym atomem niż drugim. Tylko najbardziej zewnętrzne elektrony, znane jako elektrony walencyjne, biorą udział w polarnych wiązaniach kowalencyjnych.
Biegunowość występuje, ponieważ jeden z atomów w wiązaniu kowalencyjnym ma większą elektroujemność niż druga, co powoduje, że silniej przyciąga dzielone elektrony. Nierówne współdzielenie elektronów powoduje przesunięcie dipola, co oznacza, że strona z bardziej elektroujemnym atomem ma nieco ujemny ładunek, a koniec z mniej elektroujemnym atomem ma nieco dodatni ładunek.
Polarne wiązania kowalencyjne mają unikalne właściwości ze względu na ich polaryzację. Niewielkie ładunki związane z momentem dipolowym mogą powodować siły międzycząsteczkowe i interakcje, takie jak wiązanie wodorowe, gdzie nieznacznie dodatnio naładowane atomy wodoru w polarnych cząsteczkach, takich jak woda, mogą przyciągać i słabo wiązać się z lekko ujemnie naładowanymi częściami innych polarnych cząsteczek. Zjawisko to nadaje wodzie i lodowi ich właściwości fizyczne i nadaje wodzie dysocjujące właściwości rozpuszczalników. Cząsteczki polarne rozpuszczają się łatwiej w wodzie niż cząsteczki niepolarne z powodu dipolowych sił międzycząsteczkowych obecnych w polarnych cząsteczkach.
