我们的身体以及周围数百万种物质主要由分子构成，而分子又由大约一百种不同元素的原子构成。但是原子从何而来？它们又是如何形成分子的呢？
大约138亿年前，宇宙大爆炸创造了我们今天所知的宇宙。大爆炸后形成的初始元素主要是氢和氦（比例约为3:1）。大约3亿年后，物质凝聚并开始形成恒星。恒星内部的高温高压引发了热核反应，合成了碳、氧、镁、硅和铁等较重的元素。比铁更重的元素则是在超新星爆发的剧烈条件下产生的。
经过数亿乃至数十亿年的演化，宇宙中形成了从氢到钚的94种元素。如果故事就此结束，每个原子中的电子都只围绕着自身的原子核运行，原子之间完全隔绝，那将是多么可惜。因为那样的话，世界就只有原子，没有分子，当然也不会有生命或其他任何东西。这样的世界该是多么单调乏味啊！幸运的是，原子间电子的转移和共享使得分子的形成成为可能，从而造就了一个生机勃勃、色彩斑斓的世界。
要理解原子间为何会发生电子转移和共享，我们需要观察原子内部电子的运动。在原子中，电子围绕带正电的原子核旋转。这类似于卫星在地球引力作用下绕地球运行。然而，卫星的轨道高度是连续变化的，而且卫星之间的相互作用几乎完全独立。但在原子中，大量的电子被挤在一个非常小的空间里，而且由于电子带负电，它们之间必然会发生相互作用。为了维持原子内部的“秩序”，电子的运动必须遵循严格的规则。电子必须沿着特定的轨道运动，每个轨道最多只能容纳两个电子。此外，这些轨道是分层排列的，电子总是从能量最低的最内层轨道开始运动。这种排列方式的结果是，最外层最多只能有四个轨道，这意味着它最多可以容纳八个电子。
如果原子最外层轨道都被电子填满，它就像被一层厚厚的毯子包裹着，极其“舒适”。它对其他原子“漠不关心”，只能以单原子状态稳定存在。如果所有原子都是这样，就不会有分子，也不会有你我。幸运的是，只有六种元素是这样的：氦、氖、氩、氪、氙和氡。我们称它们为惰性元素。
大多数元素的原子中，最外层轨道并没有完全填满。这就好比一个原子被一块破旧的毯子盖着，感觉“不舒服”，于是它就努力让自己的毯子变得完整。
一种方法是电子转移。当最外层电子数比八个少一两个时（例如，氯原子最外层有七个电子），最简单的方法是从其他原子“获取”电子。这相当于用别人的被子上的布料来修补自己的被子上的破洞。然而，当最外层电子数非常少时（例如，钠原子只有一个电子），就如同只有一些碎布，根本凑不成一床被子。更好的方法是直接“舍弃”这些电子，因为原子内部仍然有完整的“衣服”（内层电子）。当一个原子“想要”而另一个原子“愿意”给予时，电子就从一个原子转移到另一个原子。给予电子的原子带正电，接受电子的原子带负电，它们因电荷的吸引力而“结合”在一起。氯化钠（食盐）就是这样形成的。
还有另一种方法可以在最外层获得八个电子：电子共享。你贡献一个电子，我贡献一个电子，我们共享它们，实际上就是让每个原子多出一个电子。这两个电子同时围绕两个原子的原子核运行，将两个原子“连接”在一起。这就像两个原子将各自不完整的毯子拼接起来，形成一张完整的毯子，共享它一样。这种共享可以发生在同种原子之间，例如两个氧原子共享两对电子形成氧分子（O₂）；也可以发生在不同原子之间，例如一个氧原子和两个氢原子共享电子形成水分子（H₂O）。许多分子，包括我们体内的生物大分子，例如蛋白质和核酸，都是通过电子共享形成的。
因此，分子的形成是原子间外层电子转移和共享的结果。虽然这只影响原子的“表面”，但它是世间万物形成的基础，也是生命出现的基础。