Ковалентные связи прочно удерживают вместе атомы, которые делятся между собой электронами с внешних энергетических оболочек.

Каждый атом углерода может сформировать четыре одиночные связи с другими атомами. Он также может образовывать двойные и даже тройные связи. В одиночных связях каждые два атома делят 1 пару электронов, в двойных связях — 2 пары и в тройных связях они делят между собой 3 пары электронов. На диаграммах, изображающих органические молекулы, связи обычно изображаются в виде черточек между атомами.

Атомы углерода могут соединяться в длинные цепочки или кольца, что дает возможность существованию огромного количества органических соединений.