Kovalentiniai junginiai yra medžiagos, kurios susidaro, kai kovalentine jungtimi sujungiami du ar daugiau skirtingų elementų. Kovalentinis ryšys susidaro, kai du nemetalų atomai dalijasi elektronu. Atomai jungiasi kartu bandydami tapti stabilesni. Apskritai atomai yra stabilesni, kai juose yra toks pat elektronų kiekis kaip artimiausiose tauriosiose dujose, o tai paprastai reiškia, kad jų išoriniame apvalkale yra aštuoni elektronai. Joninėse jungtyse tai pasiekiama atomui, turinčiam stipresnį elektronegatyvumą – tiek, kiek atomas turi traukti elektronus – pavogdamas elektronus iš mažesnio elektronegatyvumo. Kovalentiniams junginiams nė vienas atomas nėra pakankamai stiprus, kad pavogtų elektronus, todėl jie jais dalijasi.
Yra dviejų tipų kovalentiniai ryšiai, galintys sudaryti kovalentinius junginius: poliniai ir nepoliniai ryšiai. Poliariniai ryšiai paprastai susideda iš skirtingų atomų, nevienodai dalijančių elektronus. Tai dažnai atsiranda dėl to, kad stipresnis elektronegatyvus atomas pritraukia elektronus arčiau nei silpnesnis atomas. Kadangi elektronas didžiąją laiko dalį praleidžia arčiau vieno atomo nei kito, gaunamas kovalentinis junginys, turintis iš dalies neigiamą galą ir iš dalies teigiamą galą.
Nepolinius kovalentinius ryšius paprastai sudaro du atomai, vienodai dalijantys elektronus. Su tokio tipo ryšiais elektronai praleidžia tiek pat laiko su kiekvienu atomu, todėl nėra polinių galų. Puikus poliarinės molekulės pavyzdys yra vanduo, kurio cheminė formulė yra H2O. Šiuo atveju deguonies atomas labiau pritraukia elektronus prie savęs nei du vandenilio atomai, todėl susidaro kovalentinis junginys, kuris yra iš dalies neigiamas deguonies gale ir iš dalies teigiamas vandenilio gale. Nepolinės molekulės pavyzdys yra metano molekulė (CH4), kurioje visi atomai vienodai dalijasi savo elektronais.
Paprastai kovalentiniai junginiai turi žemą lydymosi ir virimo temperatūrą, palyginti su joniniais junginiais. Be to, medžiaga, pagaminta iš kovalentinių junginių, paprastai nėra tokia kieta kaip medžiaga, pagaminta iš joninių junginių. Šios savybės atsiranda dėl to, kad molekules galima lengvai atskirti. Nors kovalentinio junginio molekules sudarantys atomai yra glaudžiai susiję, atskiros molekulės, sudarančios medžiagą, gali mažai laikytis viena kitos. Pavyzdžiui, žmogui gali būti sunku atskirti vandenilį ir deguonį vandens molekulėje, tačiau virinti vandenį – atskirti molekules taip, kad vanduo iš skysčio virstų dujomis – yra lengvesnė užduotis.
Kitos daugumos kovalentinių junginių charakteristikos yra jų nesugebėjimas ištirpti vandenyje ir nepraleisti elektros srovės vandenyje. Galiausiai kovalentiniai junginiai linkę būti degūs, palyginti su joniniais junginiais. Šis degumas atsiranda dėl to, kad daug kovalentinių jungčių paprastai susideda iš anglies ir vandenilio. Vandenilis ir anglis gali degti esant šilumai ir deguoniui, kad susidarytų anglies dioksidas ir vanduo reakcijos, vadinamos degimu. Kaip ir visos šios savybės, yra taisyklės išimčių, pavyzdžiui, kovalentinės jungtys, kurių sudėtyje nėra anglies ar vandenilio, nėra linkusios degti.