İki ayrı hidrojen atomu bir kovalent bağ ile birbirine bağlanabilir. Her hidrojen atomu bir elektron içerdiğinden, elektronlarını eşit bir şekilde paylaşabilir ve güçlü bir kovalent bağ oluşturabilir.
İki hidrojen atomu birleştiğinde, bir hidrojen molekülü veya H2 oluştururlar. Her hidrojen atomundaki elektron bitişik hidrojen atomuyla paylaşılır. Bu, atomların her birinin tamamen dolu bir değerlik elektron kalkanına sahip olmasını sağlar, böylece birbirlerinden ayrı olduklarından daha kararlı hale gelirler. İki atom birbirine bağlanır ve elektronları paylaşırken, enerji serbest bırakılır. Bu enerji salınımı molekülün kararlı kalmasını sağlar.