氢原子似乎可以同时和两个电负性很大而原子半径较小的原子(如O、F、N等)相结合，一般表示为X—H…Y，其中H…Y的结合力就是氢键。
关于氢键的本质，直到目前为止还没有圆满的解决。一般认为X—H…Y里，X—H键基本是共价键，而H…Y则是一种强有力的有方向性的范德华力。把氢键归入范德华力是因为它在本质上是带有部分负电荷的原子Y与极性很强的极性键X—H之间的静电吸引作用。因为X—H的极性很强，H的半径很小，且又无内层电子，所以允许带有部分负电荷的Y原子无空间阻碍地来充分接近它，产生静电吸引作用而构成氢键。这种吸引作用的能量，一般在41.84kJ/mol以下，比化学键的键能要小得多，但和范德华力的数量级相同，所以有人把氢键归入范德华力。
但是氢键有两个与一般的范德华力不同的特点，即它的饱和性和方向性。其饱和性表现在X—H只能再和一个Y原子相结合，即一个氢原子不可能同时形成两个氢键。如果另有一个Y原子来接近它们，则将受X和Y的排斥力要比受到H的吸引力来得大，所以X—H不能和两个Y原子相结合。
由于X—H与Y的相互作用。只有当X—H…Y在同一直线上的时候最强烈，所以，在可能范围内要尽量使X—H…Y在同一直线上，这是氢键具有方向性的原因。另一方面Y一般含有孤对电子，在可能范围内，氢键的方向要和孤对电子的对称轴相一致。这样可使Y原子中负电荷分布得最多的部分最接近于H。
