Hemijska veza je privlačna sila između dva atoma nastala interakcijom njihovih perifernih elektrona. Sila je mnogo jača od energije toplotnog kretanja tako da su atomi trajno vezani obrazujući stabilnu grupu – molekul. Elektroni su istog naelektrisanja pa bi trebalo da se odbijaju, međutim, u elektronskim orbitalama sparivanje njihovih spinova stabilizuje elektronske parove i ukupan efekat je obrazovanje stabilne veze. Veza može nastati kao rezultat elektrostatičke sile privlačenja između suprotno naelektrisanih jona kao u jonskim vezama ili deljenjem elektrona kao u kovalentnim vezama. Snaga hemijskih veza znatno varira; postoje „jake veze“ ili „primarne veze“ kao što su kovalentne, jonske i metalne veze, i „slabe veze“ ili „sekundarne veze“ kao što su dipol-dipol interakcije, Londonova disperziona sila i vodonična veza.
Budući da se suprotni naboji privlače jednostavnom elektromagnetnom silom, negativno naelektrisani elektroni koji kruže oko jezgra i pozitivno naelektrisani protoni u jezgru privlače jedni druge. Elektron smešten između dva jezgra privući će oba, i jezgra će privući elektrone u ovom položaju. Ova privlačnost predstavlja hemijsku vezu. Zbog materijalno talasne prirode elektrona i njihove manje mase, oni moraju da zauzimaju mnogo veću količinu zapremine u poređenju sa jezgrima, a ova zapremina koju zauzimaju elektroni drži atomska jezgra u vezi na relativnoj udaljenosti, u odnosu na veličinu samih jezgara.