I kjemi er en metode for å bestemme den molekylære strukturen der elektronene ikke er tildelt individuelle bindinger mellom atomer, men forflytter seg i hele molekylet. Elektronene i denne teorien er beskrevet ved hjelp av kvantemekanikken. Mens atomiske orbitaler inneholder elektroner tilknyttet et enkelt atom, molekylorbitalene, som omgir et visst antall atomer i et molekyl, inneholder valenselektroner mellom atomene. Molekylorbitalteorien, som ble foreslått i begynnelsen av det tjuende århundre, har revolusjonert studiet av tilnærmet posisjoner av bundne elektroner—molekylære orbitals—som lineære kombinasjoner av atom-orbitaler (LCAO).