Hovedforskellen mellem molekylær orbital og atomorbital er, at atomorbitaler beskriver de placeringer, hvor sandsynligheden for at finde elektronerne er høj i et atom, mens molekylære orbitaler beskriver de sandsynlige placeringer af elektroner i et molekyle.
Bindingen i molekyler blev forstået på en ny måde med de nye teorier præsenteret af Schrodinger, Heisenberg og Paul Dirac. Da kvantemekanik kom ind i billedet med deres fund, blev det opdaget, at en elektron har både partikel- og bølgeegenskaber. Med dette udviklede Schrodinger ligninger for at finde bølgenaturet for en elektron og kom op med bølgeligning og bølgefunktion. Bølgefunktion (Ψ) svarer til forskellige tilstande for elektronen.
