Wiązanie wodorowe jest elektrostatycznym oddziaływaniem międzycząsteczkowym i występuje między atomami wodoru oraz elektroujemnymi atomami zawierającymi wolne pary elektronowe. Powstaje, gdy atom wodoru związany jest z silnie elektroujemnym pierwiastkiem o niewielkiej średnicy atomu, w wyniku czego atom wodoru uzyskuje nadmiar dodatniego ładunku. Występuje m.in. między cząsteczkami wody H2O czy kwasu metanowego (mrówkowego) HCOOH.
Wiązania wodorowe między cząsteczkami związku chemicznego poprawiają jego rozpuszczalność w wodzie i podwyższają temperaturę wrzenia. Mają duże znaczenie biologiczne: odpowiadają za utrzymanie nukleotydowych łańcuchów tworzących podwójną helisę DNA, determinują konformację polipeptydów i stabilizują strukturę cukrów złożonych. Mogą występować także wewnątrz cząsteczek.