Węgiel tworzy wiązanie kowalencyjne. Takie wiązanie występuje pomiędzy dwoma lub więcej atomami niemetali, gdy dzielą one między sobą elektrony, tak że każdy atom ma pełną konfigurację ośmiu walencyjnych elektronów.
Węgiel, który jest w grupie 4 układu okresowego, ma cztery elektrony walencyjne. Atomy węgla mogą tworzyć pojedyncze, podwójne lub potrójne wiązania z innymi atomami. Na przykład, atom węgla wiąże się z dwoma atomami wodoru, tworząc dwa podwójne wiązania kowalencyjne w gazowym dwutlenku węgla. Wiązanie wodoru i atomów węgla tworzy różne związki zwane węglowodorami. Etan jest przykładem, gdzie atomy węgla tworzą pojedyncze wiązania kowalencyjne. Ethyne jest przykładem, gdzie atomy węgla tworzą potrójne wiązania kowalencyjne.
