Para descrever as ligações no metano e em outras moléculas, Linus Pauling propôs a teoria da hibridização dos orbitais. Ele propôs que orbitais atômicos s, p e/ou d de um determinado átomo pudessem se misturar para criar um novo conjunto de orbitais, denominado orbitais híbridos. No caso do metano, CH4, cada ligação C-H é formada então pela superposição de um orbital híbrido do carbono com um orbital 1s do hidrogênio. Cada um dos orbitais híbridos do carbono é denominado:

(Dados: ₁H¹; ₆C¹²)