Związki kowalencyjne obejmują metan, dwutlenek węgla i wodę. Wiązanie kowalencyjne powstaje, gdy elektrony są dzielone między związki, w wyniku czego powstają pary elektronów.
Woda jest kowalencyjnie związanym związkiem, ponieważ dwa elektrony z dwóch atomów wodoru są dzielone z dwoma elektronami z pojedynczego atomu tlenu. Każdy wodór skutecznie "widzi" dwa elektrony, które wypełniają jego zewnętrzną powłokę.
Podobnie, węgiel w metanie dzieli jeden elektron z każdym z wodorów wokół niego, wypełniając jego zewnętrzną powłokę dla stabilności. Ponownie wodór doświadcza działania dwóch elektronów, przyczyniając się do jego stabilności. Wiązanie kowalencyjne nie jest tak silne jak wiązanie w wodzie lub dwutlenku węgla, dlatego metan rozkłada się w tych dwóch cząsteczkach, gdy płonie.
W związkach uznawanych tradycyjnie za jonowe może występować wiązanie kowalencyjne. MgSO4 jest siarczanem magnezu, i chociaż wiązanie między kationem magnezu i anionem siarczanowym jest jonowe, wiązania między siarką i tlenem są ściśle kowalencyjne, ponieważ dzielą ze sobą elektrony.
Ksenon, jeden ze szlachetnych gazów, może także wykazywać wiązanie kowalencyjne w umiarkowanie ekstremalnych warunkach. Reaguje z fluorem, tworząc difenid ksenonu. W tym przypadku dwa atomy fluoru dzielą pojedynczy elektron z ksenonem.
