Los enlaces iónicos son un tipo de enlace electrostático entre dos átomos que es más débil que los enlaces covalentes, pero generalmente más fuerte que los enlaces de hidrógeno o la fuerza de van der Waals, que es lo que retiene el agua. Se forman a partir de la atracción mutua de iones. Los participantes típicos en un enlace iónico son un metal y un no metal, como el sodio y el cloro. El sodio y el cloro se combinan para crear una molécula unida iónicamente típica, cloruro de sodio o sal común de mesa.
Los enlaces iónicos se pueden explicar utilizando la teoría de los orbitales de electrones. Cada átomo tiene un número de orbitales de electrones igual o mayor que uno. Cada orbital tiene un límite máximo de electrones, después del cual se crea un nuevo orbital. El número de orbitales en los elementos que conocemos varía de uno para el hidrógeno o helio, a seis, siete u ocho para las moléculas más grandes con números atómicos mayores que el uranio.
Los orbitales de electrones «quieren» tener el número máximo de electrones. Ahí es cuando están en su estado de energía más bajo o más estable. Cuando un átomo al que le falta solo un electrón de su orbital superior entra en contacto con un átomo que solo tiene un electrón en su orbital superior, el átomo «faltante» «roba» un electrón del otro átomo, estabilizando así su orbital. La consecuencia es que ahora tiene un electrón más que protones, lo que lo hace cargado negativamente. La «víctima» del electrón robado gana correspondientemente una carga positiva. En la teoría electromagnética, los opuestos se atraen, por lo que los átomos se ven obligados a colgarse unos de otros hasta que se rompen, digamos, por el calor. Eso es lo que son los enlaces iónicos.
Debido a que los orbitales de los electrones se superponen ligeramente en los enlaces iónicos, se los considera débilmente covalentes o unidos por electrones compartidos. Los enlaces más fuertes son altamente covalentes, con capas de electrones que se superponen profundamente entre sí. Diamond es un ejemplo. La diferencia atómica entre los enlaces iónicos y los enlaces covalentes es lo que hace que el punto de fusión del diamante sea mucho más alto que el de la sal de roca. A veces, la diferencia de electrones entre los iones en los enlaces iónicos es mayor que uno. Cuanto mayor sea la diferencia de polaridad eléctrica, más fuerte será el enlace.
La inmersión en agua generalmente golpea un material unido iónico lo suficiente como para que se disuelva. La naturaleza molecular de los materiales con enlaces iónicos también los hace propensos a organizarse en cristales. Son horribles conductores de electricidad, a menos que estén fundidos o suspendidos en una solución.