Pour comprendre la polarité d'une molécule, il est essentiel de se pencher sur la manière dont ses atomes sont disposés et liés entre eux. Les liaisons covalentes, qui impliquent le partage d'une paire d'électrons entre deux atomes, peuvent être polaires ou non polaires. La polarité d'une liaison dépend de la différence d'électronégativité entre les deux atomes : plus cette différence est grande, plus la liaison est polaire. Une molécule est dite polaire si elle possède des charges partielles opposées, résultant en un moment dipolaire. Ce moment dipolaire est un vecteur ayant à la fois une direction et une magnitude. Si les moments dipolaires des diverses liaisons d'une molécule s'annulent, c'est-à-dire sont symétriques, la molécule est apolaire malgré la polarité de ses liaisons, ou si la somme vectorielle des moments dipolaires est non nulle, alors la molécule est polaire.

Les liaisons intramoléculaires sont celles qui maintiennent les atomes ensemble dans une molécule. Ces liaisons peuvent être de différents types : covalentes, ioniques ou métalliques. Les liaisons covalentes sont les plus communes dans les molécules organiques et impliquent le partage d'électrons entre les atomes. Dans un solide ionique, la cohésion est principalement due aux forces électrostatiques entre les ions de charges opposées. Dans les métaux, les électrons délocalisés assurent la cohésion à travers des liaisons métalliques.

Les interactions intermoléculaires sont essentielles pour la cohésion des solides et des liquides. Elles incluent les forces de London (ou interactions de van der Waals), les interactions dipôle-dipôle et les liaisons hydrogène. Les forces de London sont présentes dans toutes les molécules, qu'elles soient polaires ou non. Elles résultent de fluctuations temporaires dans la distribution des électrons qui induisent des dipôles instantanés. Les interactions dipôle-dipôle, plus fortes, se produisent entre des molécules polaires, où les charges partielles positives d'une molécule attirent les charges partielles négatives d'une autre. La liaison hydrogène est une interaction spécialement forte parmi les forces intermoléculaires, apparaissant généralement lorsque l'hydrogène est lié à un atome fortement électronégatif comme l'oxygène, l'azote ou le fluor, et se lie à un autre atome électronégatif dans une autre molécule.

La polarité d'une molécule a un impact significatif sur les forces intermoléculaires et donc sur les propriétés physiques d'une substance, comme le point d'ébullition, le point de fusion ou la solubilité. Les molécules polaires exercent généralement des forces d'attraction plus fortes entre elles, ce qui se traduit par des points d'ébullition et de fusion plus élevés par rapport aux substances apolaires. De plus, la polarité détermine la solubilité des substances selon l'adage « le semblable dissout le semblable » : les substances polaires sont généralement solubles dans des solvants polaires et vice-versa.