Peamine erinevus molekulaarse orbitaalse ja aatomi orbiidi vahel on see, et aatomi orbitaalid kirjeldavad kohti, kus elektronide leidmise tõenäosus on aatomis kõrge, samas kui molekulaarsed orbitaalid kirjeldavad elektronide tõenäolisi asukohti molekulis.
Molekulides seondumist mõisteti uuel viisil uute teooriatega, mille esitasid Schrodinger, Heisenberg ja Paul Dirac. Kui kvantmehaanika koos oma leidudega pildile tuli, avastati, et elektronil on nii osakeste kui ka lainete omadused. Sellega töötas Schrodinger välja võrrandid, et leida elektroni laineline olemus, ning tuli välja lainevõrrand ja lainefunktsioon. Lainefunktsioon (Ψ) vastab elektroni erinevatele olekutele.
