Liên kết cộng hóa trị được hình thành thông qua quá trình chia sẻ và trao đổi các electron giữa các nguyên tử để đạt được cấu hình electron bền. Trong trường hợp của khí oxy (O2), hai nguyên tử oxy sẽ chia sẻ hai electron để đạt được cấu hình electron bền hơn. Trong trường hợp của nước (H2O), một nguyên tử oxy sẽ chia sẻ hai electron với hai nguyên tử hydro để đạt được cấu hình electron bền, trong khi hai nguyên tử hydro sẽ chia sẻ mỗi người một electron với nguyên tử oxy. Trong trường hợp của khí CO2, một nguyên tử carbon sẽ chia sẻ hai electron với hai nguyên tử oxy để đạt được cấu hình electron bền, trong khi hai nguyên tử oxy sẽ chia sẻ mỗi người hai electron với nguyên tử carbon. Các liên kết cộng hóa trị này giữ chặt các nguyên tử lại với nhau để tạo thành các phân tử O2, H2O và CO2.