主要以共价键结合形成的化合物，叫做共价化合物。不同种非金属元素的原子结合形成的化合物（如CO₂、ClO₂、B₂H₆、BF₃、NCl₃等）和大多数有机化合物，都属于共价化合物。在共价化合物中，一般有独立的分子（有名符其实的分子式）。通常共价化合物的熔点、沸点较低，难溶于水，熔融状态下不导电，硬度较小。有些离子型化合物中也可能存在共价键结合。例如，NaOH分子中既有离子键又有共价键。有些共价化合物中局部区域也可能包含离子键的成分，例如苯酚钠等。以共价键结合的有限分子（即共价化合物分子），且靠分子间范德华力作用而凝聚成的晶体，是典型的分子晶体，如CO₂晶体、苯的晶体等。以共价键结合的无限分子形成的晶体属于共价型晶体或原子晶体，它是由处于阵点位置的原子通过共价键结合而成的晶体，如金刚石晶体、单晶硅和白硅石（SiO₂）晶体。