Esminis skirtumas tarp molekulinės orbitos ir atominės orbitos yra tas, kad atominės orbitalės apibūdina vietas, kuriose atomuose elektronų radimo tikimybė yra didelė, o molekulinėse orbitalėse aprašomos tikėtinos elektronų vietos molekulėje.
Susijungimas molekulėse buvo suprastas nauju būdu su naujomis teorijomis, kurias pateikė Schrodinger, Heisenberg ir Paul Dirac. Kai kvantinė mechanika pateko į paveikslėlį su savo išvadomis, buvo atrasta, kad elektronas turi ir dalelių, ir bangų savybes. Tuo Schrodinger sukūrė lygtis, kad surastų bangos elektrono pobūdį, ir sugalvojo bangų lygtį ir bangos funkciją. Bangos funkcija (Ψ) atitinka skirtingas elektrono būsenas.
