与电负性大的原子X（氟、氯、氧、氮等）共价结合的氢，如与负电性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形的键。这种键称为氢键。氢键的结合能是2—8千卡（Kcal）。因多数氢键的共同作用，所以非常稳定。在蛋白质的a-螺旋的情况下是N-H…O型的氢键，DNA的双螺旋情况下是N-H…O，N-H…N型的氢键，因为这样氢键很多，因此这些结构是稳定的，此外，水和其他溶媒是异质的，也由于在水分子间生成O-H…O型氢键。因此，这也就成为疏水结合形成的原因。氢键通常是物质在液态时形成的，但形成后有时也能继续存在于某些晶态甚至气态物质之中。例如在气态、液态和固态的HF中都有氢键存在。能够形成氢键的物质是很多的，如水、水合物、氨合物、无机酸和某些有机化合物。氢键的存在，影响到物质的某些性质。
形成氢键是H原子特有的性质，因为半径很小的H原子与电负性大的X原子形成共价键后，由于X吸引价电子能力大，使H原子几乎成为“赤裸”的质子，由于质子的半径特别小(30pm)，可以与另一个具有弧对电子电负性大的Y原子相互作用形成X—H…Y氢键。而氢键的强弱与X、Y原子的电负性及半径的大小有关。当X、Y原子的电负性愈大，半径愈小，则X—H间的偶极矩愈大，Y愈易接近H，H和Y间的静电吸引力增强，氢键则愈强。所以一般来说，符合条件的有F、O、N原子。Cl的电负性和N相同，但其半径比N大，故只能形成极弱氢键(Cl—H…Cl)。当一个分子的X—H键与另一个分子的原子Y相结合而形成分子间氢键，如HF、H2O、HCOOH可以结合为(HF)n、(H2O)n、(HCOOH)2。当一个分子的X—H键与它内部的原子相结合而形成的氢键,则为分子内氢键,如HNO3、邻硝基苯酚等。除了上面所说的，能形成氢键的物质相当广泛，无机含氧酸、有机羧酸、醇、胺、蛋白质以及某些合成高分子化合物等物质的分子之间都有氢键。
氢键的强度
介于化学键和分子间作用力之间, 和电负性有关.
--- F－H ···· F O — H ···· O N－H····N
E/kJ·mol-1 28.0 18.8 5.4
沸点 H2O ＞HF ＞NH3 ，HF ＞NH3是因为F的‘极性’更强，分子间氢键强所以沸点较高
H2O 大于其他则是因为 H2O中含2分子的氢键而其他只有1分子
氢键与热稳定性无关，因为它并不是化学键，不影响物质的稳定
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