I kjemi er en av de to grunnleggende teoriene, sammen med molekylorbitalteorien (MO), som ble utviklet for å bruke kvantemekanikkens metoder for å forklare kjemisk binding. Den fokuserer på hvordan atomorbitalene til de dissosierte atomene kombineres for å gi individuelle kjemiske bindinger når et molekyl dannes. I motsetning til dette har molekylær orbitalteori orbitaler som dekker hele molekylet.