Kemiallisissa yhdisteissä ja kiteissä atomeja toisiinsa sitovat sidokset on hyödyllistä luokitella kolmeen tyyppiin – ionisiin, kovalenttisiin ja metallisiin.
Nimensä mukaisesti ionisidos johtuu positiivisesti ja negatiivisesti varautuneiden ionien välisistä vetovoimatekijöistä. Jotkut atomit eivät pysty säilyttämään kaikkia elektronejaan kilpailussa muiden elektronia ahnehtivien atomien kanssa.
Tällöin ne menettävät muutamia elektroneja muodostaen kationeja, positiivisesti varattuja ioneja; elektronia ahneet atomit saavat elektroneja muodostaen anioneja, negatiivisesti varattuja ioneja.
Positiivisesti varautuneet ionit vetävät toisiaan puoleensa muodostaen ionisidoksia. Optimaalinen järjestely on sellainen, jossa kutakin varautunutta ionia ympäröi useampi vastakkaisen varauksen omaava varautunut ioni.
Kun eri atomit ovat lähes tasavertaisia kilpailijoita elektroneista, kumpikaan ei voi ottaa ylimääräistä pois toiselta, ja niinpä tällaiset atomit sitoutuvat toisiinsa jakamalla elektroneja. Tällaista sidosta kutsutaan kovalenttiseksi sidokseksi. Se pitää kaksi osapuolta yhdessä hyvin tarkassa geometrisessa järjestyksessä. Kahden sitoutuneen atomin voidaan ajatella olevan ellipsoidi, jonka kahdessa polttopisteessä ovat ytimet.
Tarkkoja kovalenttisesti sidottuja atomiryhmiä esiintyy monissa mineraaleissa. Näillä on yleensä negatiivinen nettovaraus, ja niitä kutsutaan anionisiksi ryhmiksi tai moniatomisiksi ioneiksi. Esimerkki on fosfaatti-ioni, jossa neljä happiatomia ympäröi keskeistä fosforiatomia; koko yksikkö käyttäytyy kuin anioni, jonka varaus on -3.
Monet tällaiset ryhmät muodostavat perustan yleisille mineraalien luokittelujärjestelmille (Dana, Strunz sitoutuvat toisiinsa elektroneja jakamalla, mutta näissä yhdisteissä elektronit jaetaan suurten atomien kesken ja ne ovat periaatteessa vapaita liikkumaan atomeilta toisille koko aineessa. Tämäntyyppinen sitoutuminen on heikompaa. Leikkausvoimat voivat saada atomit liukumaan toisiinsa nähden ja sitoutumaan sitten uudelleen uuteen asentoon. Tämä selittää monien metallien sitoutumisen. Elektronien suhteellisen vapaa virtaus selittää metallien sähkön- ja lämmönjohtavuuden.