En estos cristales las distribuciones electrónicas espaciales no se hallan localizadas en torno a los iones de la red, al igual que en el caso de los metales, aunque no exhiben bandas parcialmente llenas en el espacio
. Además, los electrones de valencia no se distribuyen uniformemente entre los sitios de red (en los metales son casi ondas planas), sino que se encuentran localizados en ciertas direcciones preferenciales, que en la química se denominan “enlaces” o “ligaduras”. El diamante es también un ejemplo de cristal covalente, en el cual la presencia electrónica se concentra preferentemente en los segmentos que unen a los átomos primeros vecinos. Lo mismo ocurre con los elementos de la columna IV de la tabla periódica: Si, Ge, Sn gris.