Het belangrijkste verschil tussen moleculaire orbitaaltheorie en valentiebindingstheorie is dat moleculaire orbitaaltheorie de moleculaire orbitaalvorming beschrijft, terwijl valentiebindingstheorie atomaire orbitalen beschrijft.
Verschillende moleculen hebben andere chemische en fysische eigenschappen dan individuele atomen die samen deze moleculen vormen. Om deze verschillen tussen atomaire en moleculaire eigenschappen te begrijpen, is het noodzakelijk om de vorming van chemische bindingen tussen verschillende atomen te begrijpen om een molecuul te maken. Momenteel gebruiken we twee kwantummechanische theorieën om de covalente binding en elektronische structuur van moleculen te beschrijven. Dit zijn de valentiebindingstheorie en de moleculaire orbitaaltheorie.