한 원자가 다른 원자와 결합하는 능력을 나타내는 수, 즉 원자량을 당량(當量)으로 나눈 값. 기준으로는 수소를 취하며 수소원자를 1가로 한다.

예를 들면 염화수소산(HCl)은 염소원자 하나가 수소원자 하나와 결합하고 있으므로 염소원자의 원자가는 1가이고 물분자(H₂O)의 결합에서 알 수 있듯이 산소원자의 원자가는 2가이다.

마찬가지로 질소원자의 원자가는 암모니아(NH₃)의 결합에서 알 수 있듯이 3가이다.

이렇게 보면 원소의 주기율표의 족(族)의 수가 그대로 원자가의 값에 대응 하는 것처럼 보인다.

실제로 제2주기의 원소에 대해서는 대충 그대로 적용된다.

그리고 모든 원소는 수소와 직접 결합한다고는 할 수 없으므로 그런 경우에는 염소의 원자가를 1가, 산소의 원자가를 2가로 하고 그것과의 화합물의 원자수의 비(比)를 구해 그 원소의 원자가를 산출한다.

각 원소의 원자가는 전 기적으로 양음(陽陰)을 구별하는 것이 편리한데, 원소의 전기음성도가 양음의 기준이 된다.

예를 들면 수소 원자의 원자가를 양의 1가라고 하면 산소 · 염소의 원자가는 각각 음의 2가 · 1가이다.

그러나 대부분의 원소는 동시에 양음의 2원자가를 나타내는 경우가 있다.

예컨대 염소의 음(陰)원자가는 염화수소의 결합에서 1가뿐이지만 과염소산(HClO₄)에서는 염소의 원자가는 양원자가 7이 된다.

이처럼 각 원소의 원자가는 반드시 일정한 값을 가진 것은 아니다.

황의 경우에도 마찬가지여서 황화수소(H₂S)에서 음원자가는 2가이지만, 양원자가는 2가 · 4가 · 6가를 취할 수 있다.