분자를 이루고 있는 원자와 원자 사이의 결합을 끊어 원자 상태로 만드는 데 필요한 에너지이다. 수소 원자 두개가 인력에 의해 서로 접근하여 안정한 상태로 전자쌍을 공유하게 되는데 거리가 너무 가까워지면 전자끼리의 반발력이 작용하므로 가장 안정한 에너지 상태인 A점에서 전자쌍을 공유하여 결합을 하게 된다. 결국 이 지점에서 수소 분자가 되면서 435kJ만큼 안정하게 된다. 이 때, 435kJ을 수소 분자의 공유결합에너지라 하고, A 위치에서 핵간 거리(0.074nm)를 공유결합길이라고 한다.

다음 표에 몇 가지 공유결합에너지를 나타내었다.

[표] 몇 가지 공유결합에너지(kJ/몰)

C-H  414	N-H  389	O-H  463	F-F  159
C-C  348	N-N  163	O-O  146	Cl-F  253
C-N  293	N-O  201	O-F  190	Cl-Cl  242
C-O  351	N-F  272	O-Cl  203	Br-F  237
C-F  439	N-Cl  200	O-I  234	Br-Cl  218
C=C  611	C≡C  837	C=N  615	C=O  799