Hovedforskjellen mellom molekylær orbital og atomorbital er at atomorbitaler beskriver stedene der sannsynligheten for å finne elektronene er høy i et atom, mens molekylære orbitaler beskriver de sannsynlige plasseringene av elektroner i et molekyl.
Bindingen i molekyler ble forstått på en ny måte med de nye teoriene presentert av Schrodinger, Heisenberg og Paul Dirac. Da kvantemekanikken kom inn i bildet med sine funn, ble det oppdaget at et elektron har både partikkel- og bølgeegenskaper. Med dette utviklet Schrodinger ligninger for å finne bølgenaturen til et elektron og kom opp med bølge ligningen og bølgefunksjonen. Bølgefunksjon (Ψ) tilsvarer forskjellige tilstander for elektronet.
