A teoria dos orbitais moleculares foi a ferramenta teórica que esclareceu o que era observado experimentalmente, quanto ao caráter magnético da molécula de oxigênio. Por meio dessa teoria, pode-se também determinar a ordem de ligação de espécies.

Considerando-se as moléculas de O₂, CO e NO, a que apresenta caráter magnético diferente das demais e a que apresenta menor valor de ordem de ligação são, respectivamente,