Istnieje wiele różnych niemetalicznych pierwiastków, które mogą łączyć się w polarne wiązanie kowalencyjne, tworząc takie związki jak woda, dwutlenek węgla i kwas chlorowodorowy. Inne typy związków, które zawierają polarne wiązania kowalencyjne, obejmują aminy i peptydy.
W wodzie jedna cząsteczka tlenu tworzy podwójne polarne wiązania kowalencyjne z dwoma cząsteczkami wodoru. Kwas chlorowodorowy lub HCl jest tworzony przez polarne wiązanie kowalencyjne między jednym atomem wodoru i jednym atomem chloru, podczas gdy dwutlenek węgla składa się z jednego atomu węgla połączonego z dwoma atomami tlenu.
Polarne wiązania kowalencyjne powstają, gdy dwa niemetaliczne atomy o różnej elektroujemności łączą się ze sobą. W tego typu wiązaniach atomy łączą się ze sobą, dzieląc parę elektronów. Jednak ze względu na różnicę w elektroujemności elektron nie jest dzielony równo. Powoduje to, że wspólna para elektronów jest bliżej jądra dowolnego atomu o wyższej elektroujemności. Nierówne dzielenie powoduje, że jeden atom zyskuje niewielki dodatni ładunek, a drugi ma równy ładunek ujemny.
Ten rodzaj wiązania może wystąpić tylko wtedy, gdy różnica w elektroujemności jest między 0,4 i 2,0. Jeśli różnica jest mniejsza niż 0,5, atomy zwykle tworzą niepolarne wiązanie kowalencyjne, podczas gdy wiązania jonowe powstają, gdy różnica jest większa niż 2,0.