由同种元素的原子间形成的共价键，叫做非极性键。同种原子吸引共用电子对的能力相等，成键电子云对称地分布在两核之间，不偏向任何一个原子，成键的原子都不显电性。非极性键可存在于单质分子中（如H₂中H—H键、O₂中O＝O键、N₂中N≡N键），也可以存在于化合物分子中（如C₂H₂中的C—C键）。非极性键的键偶极矩为0。以非极性键结合形成的分子都是非极性分子。存在于非极性分子中的键并非都是非极性键。由非极性键结合形成的晶体可以是原子晶体，也可以是混合型晶体或分子晶体。例如，碳单质有三类同素异形体：依靠C—C非极性键可以形成正四面体骨架型金刚石（原子晶体）、层型石墨（混合型晶体），也可以形成球型碳分子富勒烯C₆₀（分子晶体）。