Oksijen, azot veya flüor için polar bir kovalent bağı olan bir hidrojen atomunun kısmi bir pozitif yüke sahip olması nedeniyle bir hidrojen bağı oluşur ve benzer moleküllerin parçalarına kısmi negatif yük ile kuvvetli bir şekilde çekilir. güçlü> En yaygın örnek, hidrojen ve oksijen içeren sudur.
Bir maddede meydana gelen hidrojen bağının miktarı, moleküllerin kısmen negatif kısımlarının elektron yapısına bağlıdır. Oksijen hidrojene bağlandığında, örneğin, oksijen ve hidrojen her bir atomdan biri olan iki elektronu paylaşır. Sudaki oksijen iki hidrojene bağlanır. Bu, oksijen atomuna dördü hidrojen atomu ile paylaşılmayan en dış yörüngesinde toplam sekiz elektron verir.
Bu elektronlar eşleştirilir, bu nedenle molekül iki elektrondan oluşan iki gruba sahiptir. Her paylaşılmamış elektron çifti, başka bir oksijen atomuna kovalent olarak bağlı bir hidrojen atomuna sahip bir hidrojen bağı oluşturabilir, böylece her su molekülü, diğer iki su molekülünden gelen hidrojenle bir hidrojen bağına sahip olabilir. İki hidrojen atomunun her biri, başka bir su molekülünün oksijeniyle bir hidrojen bağı oluşturabilir, böylece her bir su molekülü toplam dört hidrojen bağı oluşturabilir.
Hidrojen bağları kutupsal kuvvetlerin çoğundan daha güçlüdür, ancak yine de moleküller içindeki kovalent bağlardan çok daha zayıftır.