Le caratteristiche dei legami covalenti dipendono dall'identità degli atomi partecipanti e possono essere individuate nella lunghezza del legame e nella polarità.
Le lunghezze di legame dipendono oltre che dal tipo di atomi anche dal numero di legami presenti.
Lunghezza di legame
Ad esempio la lunghezza di un legame singolo carbonio-carbonio presente, ad esempio, in un alcano è di circa 1.54 · 10-10 m.
La lunghezza di un doppio legame carbonio-carbonio presente, ad esempio, in un alchene è di circa 1.34 · 10-10 m; la lunghezza di un triplo legame carbonio-carbonio presente, ad esempio, in un alchino è di circa 1.20 · 10-10 m.
In tabella vengono riportate le lunghezze di legame tra alcuni atomi uniti tra loro da legami singoli, doppi ed eventualmente tripli:
| Legame | Lunghezza di legame (10-10 m) |
| C-C | 1.54 |
| C=C | 1.34 |
| C≡C | 1.20 |
| C-N | 1.47 |
| C=N | 1.28 |
| C≡N | 1.16 |
| C-O | 1.43 |
| C=O | 1.20 |
| C≡O | 1.13 |
| N-N | 1.45 |
| N=N | 1.23 |
| N≡N | 1.10 |
| O-O | 1.45 |
| O=O | 1.21 |
Polarità
Sebbene il legame covalente sia dovuto a una condivisione di elettroni se gli atomi coinvolti non sono uguali ovvero vi sia un legame covalente puro, gli elettroni di legame non sono equamente condivisi.
Gli atomi che condividono gli elettroni hanno diversa elettronegatività e pertanto gli elettroni di legame si troveranno più vicini all'atomo più elettronegativo.
Il baricentro delle cariche positive non coincide con il baricentro delle cariche negative e l'atomo più elettronegativo acquista una parziale carica negativa δ– mentre quello meno elettronegativo presenta una parziale carica positiva δ+.
La polarità del legame varia a seconda degli atomi implicati infatti se la differenza di elettronegatività tra i due atomi è piccola il grado di polarizzazione è minimo mentre per elevate differenze di elettronegatività, il grado di polarizzazione aumenta fino a che il legame diventa ionico. Quest'ultimo legame, dovuto all'attrazione elettrostatica tra cariche di segno opposto infatti, si verifica quando l'atomo più elettronegativo riesce a strappare l'elettrone di legame a quello meno elettronegativo.
