Gli atomi interagiscono tra di loro, formando composti, attraverso la formazione di legami chimici, quali il legame ionico e il legame covalente. Oltre a questo tipo di interazioni esiste una classe molto importante di legami, di natura elettrostatica, definiti interazioni deboli; tali forze sono fondamentali per il corretto funzionamento delle molecole biologiche. La struttura tridimensionale funzionale di una proteina, per esempio, si realizza grazie alla formazione di interazioni sia covalenti sia non covalenti.