Em química, a teoria dos orbitais moleculares (TOM) explica as ligações covalentes. Um OM é uma função matemática que descreve tendências a um comportamento de uma nuvem eletrônica em uma molécula. Químicos usam estas funções para predizer ou explicar propriedades químicas e físicas de materiais. Por exemplo, as funções podem dizer a probabilidade de se encontrar um elétron em qualquer região específica. Químicos costumam construir modelos matemáticos de orbitais moleculares combinando orbitais atômicos. Orbitais híbridos de cada átomo de uma molécula, ou de outros orbitais moleculares de outros grupos de átomos também podem ser usados. Computadores podem manipular estas funções. Orbitais moleculares permitem aos químicos a aplicação de mecânica quântica para estudar moléculas. Orbitais moleculares respondem questões sobre como os átomos prendem-se uns aos outros em uma molécula.