Vesinikside tekib siis, kui ühe molekuli positiivne ots tõmbub teise negatiivsesse otsa. Kontseptsioon sarnaneb magnetilise atraktsiooniga, kus vastupoolused tõmbavad. Vesinikul on üks prooton ja üks elektron. See muudab vesiniku elektriliselt positiivseks aatomiks, kuna sellel on elektronide puudus. Ta püüab selle stabiliseerimiseks lisada oma energiakesta veel ühe elektroni.
Vesiniksideme moodustumise mõistmisel on olulised kaks terminit: elektronegatiivsus ja dipool. Elektronegatiivsus on aatomi kalduvus meelitada elektronid enda külge sideme moodustamiseks. Dipool on positiivsete ja negatiivsete laengute eraldamine molekulis. Dipool-dipool vastasmõju on atraktiivne jõud ühe polaarse molekuli positiivse otsa ja teise polaarse molekuli negatiivse otsa vahel.
Vesinikku köidavad enim elektronegatiivsed elemendid kui ise, näiteks fluor, süsinik, lämmastik või hapnik. Dipool moodustub molekulis, kui vesinik säilitab laengu positiivsema otsa, samal ajal kui see on elektron tõmmatakse elektronegatiivse elemendi suunas, kus negatiivne laeng on suurem keskendunud.
Vesiniksidemed on nõrgemad kui kovalentsed või ioonsed sidemed, kuna need moodustuvad ja lagunevad bioloogilistes tingimustes kergesti. Molekulid, millel on mittepolaarsed kovalentsed sidemed, ei moodusta vesiniksidemeid. Kuid iga ühend, millel on polaarsed kovalentsed sidemed, võib moodustada vesiniksideme.
Vesiniksidemete moodustumine on bioloogilistes süsteemides oluline, kuna sidemed stabiliseeruvad ja määravad suurte makromolekulide, nagu nukleiinhapped ja valgud, struktuuri ja kuju. Seda tüüpi sidumine toimub bioloogilistes struktuurides, nagu näiteks DNA ja RNA. See seos on vees väga oluline, sest see on jõud, mis veemolekulide vahel neid koos hoiab.
Nii vedela kui ka tahke jääna annab vesiniksideme moodustumine veemolekulide vahel atraktiivse jõu, et molekulmass koos hoida. Molekulidevaheline vesinikside on vastutav vee kõrge keemistemperatuuri eest, kuna see suurendab sidemete purustamiseks vajalikku energiahulka enne, kui keema saab hakata. Vesiniku sidumine sunnib veemolekule jäätumisel kristalle moodustama. Kuna veemolekulide positiivsed ja negatiivsed otsad peavad orienteeruma massiivi, mis võimaldab positiivsetel otstel neid meelitada molekulide negatiivsed otsad, jääkristalli võre või raamistik ei ole nii tihedalt võrgusilma kui vedeliku kujul ja võimaldab jääl hõljuda vesi.
Valkude 3-D struktuur on bioloogilistes reaktsioonides, näiteks ensüümidega seotud, väga oluline kus ühe või mitme valgu kuju peab mahtuma ensüümide avadesse nagu lukk ja võti mehhanism. Vesinikside võimaldab neil valkudel vajaduse korral painutada, voltida ja sobituda erinevatesse vormidesse, mis määrab valgu bioloogilise aktiivsuse. See on DNA-s väga oluline, kuna vesiniksidemete teke võimaldab molekulil eeldada oma topeltheeliksi moodustumist.