De belangrijk verschil tussen moleculaire orbitaal en atomaire orbitaal is dat atomaire orbitalen de locaties beschrijven waar de kans om de elektronen te vinden hoog is in een atoom, terwijl moleculaire orbitalen de waarschijnlijke locaties van elektronen in een molecuul beschrijven.
De binding in moleculen werd op een nieuwe manier begrepen met de nieuwe theorieën van Schrodinger, Heisenberg en Paul Dirac. Toen de kwantummechanica in beeld kwam met hun bevindingen, werd ontdekt dat een elektron zowel deeltjes- als golfeigenschappen heeft. Hiermee ontwikkelde Schrodinger vergelijkingen om de golfkarakteristiek van een elektron te vinden en bedacht hij de golfvergelijking en golffunctie. Golffunctie (Ψ) komt overeen met verschillende toestanden voor het elektron.
