Kovalentās saites ir spēcīgākais ķīmisko saišu veids, un tās veidojas starp atomiem ar līdzīgu elektronegativitāti. Kopumā elektronegativitāte palielinās periodiskās tabulas labajā pusē un samazinās pa tabulu. Elektronegativitāte nav atomu īpašība, bet rodas, kad atomi mijiedarbojas viens ar otru.
Saskaņā ar mūsdienu atomu teoriju atomiem ir elektroni, kas riņķo ap tiem apvalkos, ko sauc par orbitālēm. Katrai orbitālei ir maksimālais elektronu skaits, un katrs atoms “vēlas” maksimāli palielināt savu elektronu skaitu katrā orbitālē. Cēlgāzes ir visstabilākie elementi, jo visās to elektronu orbitālēs ir maksimālais elektronu skaits. Viņi nespēj veidot kovalentās saites.
Ja diviem vai vairākiem atomiem ir līdzīga elektronegativitāte, apstākļi ir gatavi kovalentai saitei. Abu atomu elektronu orbitāles meklē līdzīgu skaitu citu elektronu, lai maksimāli izmantotu savu elektronu apvalku. Kad atomi tiek apvienoti, to elektronu apvalki sajaucas un rada kaut ko, ko sauc par “molekulārām orbitālēm”, kur elektroni brīvi klīst starp abiem atomiem un riņķo ap abu kodoliem. Tas padara kovalenti savienotus materiālus, piemēram, dimantu un daudzus metālus, diezgan vadošus. Turpretim jonu saites, piemēram, saišu veids, kas satur kopā nātrija hlorīdu (sāli), elektroni turas pie attiecīgajiem atomiem, un rezultātā kopējā molekulārā struktūra ir vājāka.
Kovalentās saites nav izplatītas dzīves procesos, jo ir nepieciešams pārāk daudz enerģijas, lai tās sadalītu, padarot tās pārāk grūti strādāt. Atkarībā no koplietojamo elektronu pāru skaita saite tiek raksturota kā viena, dubultā, trīskāršā un tā tālāk. Dažiem metāliem ar augstāko kušanas temperatūru, molibdēnam un rēnijam, ir četrkāršas saites. Pieckāršu un seškāršu saites ir diezgan reti sastopamas, un ir pamatots iemesls uzskatīt, ka periodiskajā tabulā nekas nevar pārsniegt seškārtējo saiti.
Kā minēts iepriekš, kovalentā ir spēcīgākais iespējamais ķīmiskās saites veids. Citas ķīmiskās saites ietver jonu saites, ūdeņraža saites un van der Vālsa spēku. Ir daudz citu retu un eksotisku saišu veidu, taču šīs četras ir visizplatītākās.