A associação de átomos formando moléculas, ou em agregados de maiores dimensões como, por exemplo, nos metais, é possível pelo estabelecimento de ligações químicas.

As ligações químicas formam-se devido a forças atrativas de natureza eletrostática, as quais resultam do facto de eletrões e núcleos possuírem cargas elétricas de sinais contrários.
Existem três tipos de ligação que se podem estabelecer entre átomos:
- Ligação covalente
- Ligação iónica
- Ligação metálica
Das ligações formadas e dos eletrões que participam ou não nas ligações podem resultar geometria diferentes.