Kovalentinis ryšys atsiranda tarp nemetalų atomų, kai jie dalijasi elektronais, kad pasiektų stabilesnę būseną. Šis ryšys formuojasi persiklojant atomų orbitalėms. Jei orbitalės persikloja tiesiogiai, palei ašį tarp atomų branduolių, susidaro stiprus sigma (σ) ryšys. Jei p orbitalės persikloja šonais, virš ir žemiau ašies, jungiančios branduolius, susidaro pi (π) ryšys.

• Kovalentinis ryšys: Susidaro tarp nemetalų atomų dalijantis elektronų poromis.
• Sigma (σ) ryšys: Atsiranda dėl tiesioginio orbitalių persiklojimo palei branduolius jungiančią ašį.
• Pi (π) ryšys: Atsiranda dėl p orbitalių šoninio persiklojimo šalia σ ryšio ašies.
• Orbitalių tipai: σ ryšį formuoja s, p ar hibridinės orbitalės, o π ryšį – tik p orbitalės.
• Ryšio stiprumas: σ ryšys paprastai yra stipresnis už π ryšį

Supratimas apie σ ir π ryšius yra būtinas norint paaiškinti molekulių formą, ryšių stiprumą ir kaip jos reaguoja. Skirtingas orbitalių susiklojimas lemia esminius ryšių pobūdžio skirtumus.