由同種元素的原子間形成的共價鍵，叫做非極性鍵。同種原子吸引共用電子對的能力相等，成鍵電子云對稱地分布在兩核之間，不偏向任何一個原子，成鍵的原子都不顯電性。非極性鍵可存在于單質分子中（如H₂中H—H鍵、O₂中O＝O鍵、N₂中N≡N鍵），也可以存在于化合物分子中（如C₂H₂中的C—C鍵）。非極性鍵的鍵偶極矩為0。以非極性鍵結合形成的分子都是非極性分子。存在于非極性分子中的鍵并非都是非極性鍵。由非極性鍵結合形成的晶體可以是原子晶體，也可以是混合型晶體或分子晶體。例如，碳單質有三類同素異形體：依靠C—C非極性鍵可以形成正四面體骨架型金剛石（原子晶體）、層型石墨（混合型晶體），也可以形成球型碳分子富勒烯C₆₀（分子晶體）。