很多实验结果发现有些化合物中氢原子可以同时和两个电负性面原子半径较小的原子（如O、F、N等）结合，这种结合叫做氢键。

       氢键的存在十分广泛，许多重要物质如水、醇、酚、酸、羧酸、氨、胺、酰胺、氨基酸、蛋白质、碳水化合物、氢氧化合物、酸式盐、碱式盐（含OH）、结晶水合物等等都存在有氢键，在研究这些物质的结构与性能关系中，氢键起着重要作用，例如脱氧核糖酸（DNA）的双螺旋结构也是靠氢键建立起来的。
       氢键力的计算比较复杂，但这方面并不是这里讨论的范围，有兴趣的可参考相关专著。
       氢键结合力的本质是什么呢？例如氢同时与X，Y两个原子相结合，一般认为在氢键X－H…Y中X－H是共价键，而H…Y则是一种强有力的有方向性的van der Waals引力。因此一般研究者把氢键力归入到van der Waals力中，其理由是因为氢键力在本质上是带有部分负电荷的原子Y与偶极矩很大的极性键X－H间的静电相互作用力，因为X－H的电偶矩很大，H的半径很小且又无内层电子，可以允许带有部分负电荷的Y原子充分接近它，这样会产生相当强的静电吸引作用而构成氢键。
       氢键的键能一般小于30kJ・mol^-1，比化学键的键能要少得多，但和van der Waals引力的数量级相同或稍大一些。所以把氢键力可归属于van der Waals引カ一类。
       当然，氢键力也有与van der Waals引力不同的地方，即它的饱和性和方向性，氢键的饱和性表现在X－H只能和一个Y原子相结合，这是因为氢原子非常小，而X和Y都相当大，如果有另一个Y原子来接近它们，则它受X和Y的推斥力要比受到H的吸引力来得大，所以X－H不能和两个Y原子相结合。又具有偶极矩的X－H与原子y的相互作用只有当X－H…Y在同一直线上的时候最为强烈，这是氢键具有方向性的原因。
       但氢键力的这两个特点也说明氢键力的本质上是带有部分负电荷的原子Y与偶极矩很大的极性键X－H间的静电相互作用，下列实验事实亦证实了氢键的本质系静电相互作用力，即氢键的强弱与X及Y的电负性的大小有关，电负性愈大，则氢键愈强；又与Y的半径大小也有关系，半径愈小，则愈能接近H－X，因此氢键愈强，例如元素F的电负性最大而半径很小，所以F－H…F是最强的氢键，O－H…O次之，O－H…N又次之，N－H…N更次之，而C－H一般不能构成氢键，因为C的电负性小，但在H－C≡N或HCCl₃中，由于N和Cl的影响，使C的电负性增大，也可以产生氢键。Cl的电负性虽然颇大，但因它的原子半径也大，所以氢键O－H…Cl很弱。同理O－H…S更弱，而O－H…Br，O－H…Se，O－H…I等是否存在氢键还没有肯定，即使存在也是非常微弱的。
       我国张季爽和申成指出：对（HF）₂进行量子化学计算表明，在形成氢键的过程中，至少有四种作用类型：
       （1）HF偶极矩的取向力使F－H…F－H排列成直线，该种作用能约为-25kJ・mol^-1。
       （2）一个HF分子的最高被占用的轨道与另一分子的最低空余轨道之间发生轨道重叠与电荷转移作用，其作用能约等于-12.5kJ・mol^-1，轨道的重叠象征着共价键力的形成。
       （3）HF分子间电子云的排斥作用。排斥能约为12.5kJ・mol^-1，恰好与电荷转移能相抵消。
       （4）HF分子间存在有诱导偶极矩的作用。但其作用能很弱，只能使（HF）₂稍加稳定。
       上述结果表明，在H…F结合成氢键的过程中起主要作用的是HF偶极矩的取向作用能（-25kJ・mol^-1），即是偶极矩作用能或静电作用能。
       由以上讨论已可知道，氢键的本质是静电相互作用力，因而氢键可应用广义van der Waals力计算式进行计算。并且，我们在处理氢键力的能量关系时，可使用van der Waals引力计算式中静电力的计算公式，并认为不同物质之间的氢键作用力是各物质间氢键力的几何平均值，即服从Berthelat组合律。