A principal diferença entre a teoria orbital molecular e a teoria da ligação de valência é que a teoria orbital molecular descreve a formação orbital molecular, enquanto a teoria da ligação de valência descreve orbitais atômicos.
Diferentes moléculas têm diferentes propriedades químicas e físicas dos átomos individuais que se uniram para formar essas moléculas. Para entender essas diferenças entre propriedades atômicas e moleculares, é necessário entender a formação da ligação química entre vários átomos para formar uma molécula. Atualmente, usamos duas teorias de mecânica quântica para descrever a ligação covalente e a estrutura eletrônica das moléculas. Estas são a teoria das ligações de valência e a teoria dos orbitais moleculares.