Vandenilio ryšys susidaro, kai teigiamą vienos molekulės galą pritraukia kitos neigiamas galas. Ši koncepcija yra panaši į magnetinę trauką, kur traukia priešingi poliai. Vandenilis turi vieną protoną ir vieną elektroną. Tai paverčia vandenilį teigiamai atomu, nes jame yra elektronų trūkumas. Jis siekia į savo energetinį apvalkalą pridėti dar vieną elektroną, kad jį stabilizuotų.
Du terminai yra svarbūs norint suprasti, kaip susidaro vandenilio ryšys: elektronegatyvumas ir dipolis. Elektronegatyvumas yra atomo polinkio pritraukti elektronus prie savęs, kad susidarytų ryšys, matas. Dipolis yra teigiamų ir neigiamų krūvių molekulėje atskyrimas. Dipolio ir dipolio sąveika yra patraukli jėga tarp teigiamo vienos polinės molekulės galo ir neigiamos kitos polinės molekulės galo.
Vandenilį dažniausiai traukia daugiau elektronegatyvių elementų nei jis pats, pavyzdžiui, fluoras, anglis, azotas ar deguonis. Dipolis susidaro molekulėje, kai vandenilis išlaiko teigiamą įkrovos galą, o jo elektronas yra traukiamas į elektronegatyvų elementą, kur neigiamas krūvis bus didesnis susikaupęs.
Vandenilio ryšiai yra silpnesni nei kovalentiniai arba joniniai ryšiai, nes jie lengvai susidaro ir nutrūksta biologinėmis sąlygomis. Nepolinius kovalentinius ryšius turinčios molekulės nesudaro vandenilio jungčių. Bet kuris junginys, turintis polinius kovalentinius ryšius, gali sudaryti vandenilio jungtį.
Vandenilio ryšių susidarymas yra svarbus biologinėse sistemose, nes jungtys stabilizuojasi ir lemia didelių makromolekulių, tokių kaip nukleorūgštys ir baltymai, struktūrą ir formą. Šio tipo jungimasis vyksta biologinėse struktūrose, tokiose kaip DNR ir RNR. Ši jungtis yra labai svarbi vandenyje, nes tai yra jėga, kuri egzistuoja tarp vandens molekulių, kad jos laikytųsi kartu.
Vandenilio jungties susidarymas tarp vandens molekulių tiek kaip skystas, tiek kaip kietas ledas suteikia patrauklią jėgą išlaikyti molekulinę masę kartu. Tarpmolekulinis vandenilio ryšys yra atsakingas už aukštą vandens virimo temperatūrą, nes jis padidina energijos kiekį, reikalingą ryšiams nutraukti, kol dar neprasideda virimas. Vandenilio sujungimas priverčia vandens molekules užšaldamas formuoti kristalus. Kadangi teigiami ir neigiami vandens molekulių galai turi orientuotis į masyvą, kuris leidžia teigiamiems galams pritraukti neigiami molekulių galai, ledo kristalo grotelės ar karkasas nėra taip sandariai sujungtas kaip skystoji forma ir leidžia ledui plaukti vandens.
3-D baltymų struktūra yra labai svarbi biologinėse reakcijose, tokiose kaip fermentai kur vieno ar daugiau baltymų forma turi tilpti į fermentų angas kaip užraktas mechanizmas. Vandenilio sujungimas leidžia šiems baltymams prireikus sulenkti, sulankstyti ir pritaikyti įvairias formas, o tai lemia biologinį baltymo aktyvumą. Tai labai svarbu DNR, nes susidarius vandenilio jungtims molekulė gali prisiimti dvigubą spiralę.