Una forma sencilla de describir los enlaces químicos en una molécula es el método LCAO, que es la abreviatura de la combinación lineal de orbitales atómicos.
Como la molécula de hidrógeno solo consiste en dos átomos de hidrógeno, debe considerar la configuración electrónica de estos átomos:
El único electrón del átomo de hidrógeno está “localizado” en el orbital 1s. Un orbital puede expresarse matemáticamente mediante la función de onda 1s, que puede ser positiva o negativa.
Por lo tanto, cuando se combinan dos orbitales atómicos (AO), el número de orbitales moleculares (MO) de nueva formación debe permanecer igual, en este caso dos. Estos dos MO se denominan orbital de enlace (sigma) y el orbital anti-enlace (sigma *).
El orbital de enlace se crea mediante la combinación de dos AO del mismo signo (++ o -), mientras que el anti-enlace se genera mediante la combinación de dos AO con signos opuestos (+ – o – +).
Dado que los mismos signos describen una situación atractiva, el orbital de enlace tiene un nivel de energía más bajo que los AO. Por otro lado, los signos opuestos describen una interacción repulsiva, por lo que el orbital anti-enlace tiene un nivel de energía más alto. Echa un vistazo a la figura de abajo. Muestra el llamado diagrama de MO de la molécula de hidrógeno. 
En el estado fundamental, ambos electrones se encuentran en el orbital de unión. Para mover un electrón al orbital anti-enlace, debe agregar energía. En este caso el salto no provocaría la emisión sino la absorción de la luz.
De causa en el caso opuesto (molécula en estado excitado) el salto se realizaría en la dirección opuesta causando la emisión de luz.