即使分子間沒有形成化學鍵，它們之間也會互相吸引。這種微弱的吸引力被稱為范德華力，以19世紀發現並描述這種力的約翰內斯·迪德里克·范德瓦爾斯的名字命名。范德華力包括偶極-偶極相互作用、偶極-誘導偶極相互作用和倫敦色散力。雖然范德華力比共價鍵或離子鍵弱，但它決定了許多物質的沸點、熔點和物理性質。

倫敦色散力是最弱但最普遍的分子間作用力。它源自於電子密度的瞬時波動，這種波動會產生瞬時偶極子。這些偶極子會在附近的分子中感應出偶極子，產生微弱的吸引力。色散力隨分子尺寸和表面積的增大而增強。這就是為什麼較大的分子具有更高的沸點。碘在室溫下是固體，而氟是氣體。兩者都是鹵素，但碘擁有更多的電子，因此色散力更強。

偶極-偶極相互作用發生在極性分子之間。一個分子的部分正電荷會吸引另一個分子的部分負電荷。氫鍵是偶極-偶極相互作用的一種特殊且更強的形式。當氫與氮、氧或氟原子結合時，就會形成氫鍵。氫鍵是水沸點高和DNA雙螺旋結構形成的原因。

范德華力在生物學、材料科學和化學中都扮演著重要的角色。它使石墨層緊密結合，讓壁虎能夠攀爬牆壁，並決定藥物如何與其標靶結合。單一范德華力很弱，但聚集在一起卻威力無窮。