Il differenza fondamentale tra orbitale molecolare e orbitale atomico è quello gli orbitali atomici descrivono le posizioni in cui la probabilità di trovare gli elettroni è alta in un atomo mentre gli orbitali molecolari descrivono le probabili posizioni degli elettroni in una molecola.
Il legame nelle molecole è stato inteso in un modo nuovo con le nuove teorie presentate da Schrodinger, Heisenberg e Paul Dirac. Quando la meccanica quantistica è entrata in scena con le loro scoperte, si è scoperto che un elettrone ha proprietà sia particellari che ondulatorie. Con questo, Schrodinger ha sviluppato equazioni per trovare la natura ondulatoria di un elettrone e ha elaborato l'equazione e la funzione d'onda. La funzione d'onda (Ψ) corrisponde a stati diversi per l'elettrone.
