Orbital molekularny (cząsteczkowy) to funkcja, która opisuje stan elektronu w cząsteczce. Powstaje poprzez nakładanie się orbitali atomowych o zbliżonej energii i identycznej symetrii względem osi przechodzącej przez jądra oddziałujących ze sobą atomów.
Możemy wyróżnić 2 rodzaje wiązań, zależnie od tego, jakie orbitale atomowe nałożyły się na siebie tworząc orbital cząsteczkowy: wiązanie σ i wiązanie π. Wszystkie wiązania pojedyncze są wiązaniami σ, natomiast w wiązaniach wielokrotnych występuje zawsze jedno wiązanie σ, pozostałe są wiązaniami π. Orbital σ powstaje w wyniku czołowego nakładania się orbitali atomowych różnego typu(np. s czy p), a orbital π w wyniku bocznego nakładania się orbitali atomowych p.