Hiểu đơn giản, liên kết đơn là liên kết biểu diễn bởi 1 gạch nối $-$ như $C-C$, $C-H$, $C-Cl$,...
* Hình thành liên kết đơn:
Xét sự hình thành phân tử metan $CH_4$.
Nguyên tử cacbon ở trạng thái cơ bản có 2e độc thân ở phân lớp 2p, ở 2AO liên tiếp nhau.
Khi bước vào liên kết với $H$, cacbon kích thích nguyên tử để trở thành $4e$ độc thân. Mỗi $e$ độc thân liên kết với $1H$ (các e độc thân ghép đôi với nhau khi hình thành liên kết) nên $C$ không còn e độc thân còn thừa nào. $4H$ ứng với 4 phối tử. Vậy $C$ cần $4AO$ để liên kết, do đó lai hoá $sp^3$.
Sau khi lai hoá, $C$ có $4AO$ giống nhau. Góc $\widehat{HCH}$ là góc tứ diện đều. Trong xen phủ giữa $AO$ của $C$ và $H$, vùng xen phủ đi qua đường nối tâm hai nguyên tử $C$ và $H$. Vùng này tích điện âm (do có $e$ di chuyển), hạt nhân tích điện dương nên xen phủ này bền vững. Gọi xen phủ này là xen phủ trục, liên kết $C-H$ này là liên kết $\sigma$. Liên kết đơn là liên kết chỉ có $1\sigma$, $0\pi$.
