Moleküler bir yörünge, esasen bir elektronun bir molekül etrafında dolaştığı yoldur. Bu, bir atomik yörüngeye çok benzer, ancak bir moleküler yörüngenin birden fazla çekirdeğin alanını dikkate alan bir yol olması dışında. İki tür moleküler yörünge vardır, bir bağlanma ve bir bağlanma karşıtı olan. Buna temel olarak yörüngeli elektronların, faz içi veya faz dışı çekirdekler etrafında hareket edip etmediğine karar verilir. Moleküler orbitaller temel olarak üst üste binen atomik orbitallerdir ve bir araya gelme dereceleri atomların bağlanıp bağlanmayacağını belirler.
Yörüngeleri anlamadan önce, bir atomun yapısını bilmek önemlidir. Protonlar ve nötronlar, bir atomun merkezinde oturan, çok yoğunlaşmış bir kap olan atomun çekirdeğini işgal eder. Elektronlar çekirdeğin dışına doğru çeker, aslında aynı gezegenler güneşi yörüngede döndürürler. Elektronların bir çekirdeğin yörüngesinde yörüngesine nasıl girdiğinin basit bir açıklaması, elektronları, çekirdeği çevreleyen ve belli miktarda elektron içerebilen temelde büyük daireler olan “kabuklara” ayrılır. Gezegensel yörüngelerde olduğu gibi, elektron yörüngeleri mükemmel dairelerin şeklini almazlar.
Elektronlar, ayarlanmış, düzenli daireler halinde bir atomun etrafında ilerlemiyorlar. Bunun yerine, genellikle daha olağandışı yörüngelere sahiptir ve sahip oldukları spesifik yörüngeyi atomik yörünge teorisi ile tarif eder. “S” yörüngesi en basit olanıdır ve bu esasen küresel bir yörüngedir. Üç farklı hizalama ile gelen “p” yörüngeleri adı verilen dambıl şekilli yörüngeler de vardır. İki atomik orbital arasındaki etkileşim, moleküler orbitalin tipini belirler.
İki atom bağlandığında, elektronlar hala ayarlanmış orbital desenlerini izlemeye çalışıyorlar ve pozisyonları moleküler orbital tipini belirliyor. İlk moleküler orbital tipi, elektronların hem çekirdeği faz içi yörüngede yöründüğü, hem de bir noktada çakıştığı zaman gelir. Bu bir "bağlanma" yörüngesi yaratır, çünkü elektronların üst üste binmesi negatif yükü yoğunlaştırır ve molekülün potansiyel enerjisini düşürür. Bu nedenle onları tekrar ayrı atomlarına bölmek için enerji gerekir ve atomlar bir arada kalır.
Diğer moleküler yörünge tipi, elektronların faz dışı yörünge döndüğü zamandır. Bu, yarattıkları negatif yükü azaltır ve bu da molekülde depolanan toplam potansiyel enerjiyi arttırır. Düşük potansiyel enerjiye sahip elektronlar gibi faz dışı yörüngeden ayrılma olasılıkları daha yüksektir. Bir faz dışı yörüngenin düşük potansiyel enerjisi, atomların ayrıldığı ve bağın oluşmadığı anlamına gelir.
