Los átomos de los cristales covalentes se mantienen unidos en una red tridimensional únicamente por enlaces covalentes. Los 2 alótropos del Carbono: el diamante y el grafito, son ejemplos bien conocidos. Los enlaces covalentes fuertes en 3 dimensiones contribuyen a la dureza particular del diamante (es el material más duro que se conoce) y a su elevado punto de fusión (3550°C). Los átomos de carbono se distribuyen en el grafito en forma de anillos de 6 miembros. La dureza del grafito se debe a los enlaces covalentes; sin embargo, como las capas se mantienen unidas por fuerzas débiles de Van der Waals, se pue
den deslizar entre sí. Por esta razón el grafito es untuoso al tacto, y esta propiedad lo hace útil como lubricante. El cuarzo es otro tipo de cristal covalente. La distribución de átomos de silicio en el cuarzo es semejante a la del carbono en el diamante, pero en el cuarzo hay un átomo de oxígeno entre cada par de átomos de silicio.Como el silicio y el oxígeno tiene diferentes electronegatividades, el enlace silicio-oxígeno es polar. No obstante, el cuarzo comparte algunas de las propiedades del diamante, como la dureza y el punto de fusión alto (1610°).
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