共價半徑 rcov 是對構成一個共價鍵一部分的原子大小的量度。 它通常以皮米 (pm) 或埃 (?) 為單位進行測量，其中 1 ? = 100 pm。

原則上，兩個共價半徑的總和應等于兩個原子之間的共價鍵長度，R(AB) = r(A) + r(B)。 此外，在純粹的操作意義上，可以為單鍵、雙鍵和三鍵（下面的 r1、r2 和 r3）引入不同的半徑。 這些關系當然不精確，因為原子的大小不是恒定的，而是取決于它的化學環境。 對于雜原子 A-B 鍵，離子項可能會進入。 通常極性共價鍵比基于共價半徑總和預期的要短。 共價半徑的列表值要么是平均值，要么是理想值，但它們在不同情況之間顯示出一定的可轉移性，這使得它們很有用。

鍵長 R(AB) 通過 X 射線衍射測量（很少見，分子晶體上的中子衍射）。 旋轉光譜也可以給出非常準確的鍵長值。 對于同核 A-A 鍵，Linus Pauling 將共價半徑取為元素中單鍵長度的一半，例如 R(H–H, in H2) = 74.14 pm 所以 rcov(H) = 37.07 pm：在實踐中，通常從各種共價化合物中獲得平均值，盡管差異通常很小。 Sanderson 最近發表了一組主族元素的非極性共價半徑，但劍橋晶體數據庫中可獲得的大量鍵長集合更易于轉移，這使得共價半徑在許多情況下已經過時。

下表中的值基于對劍橋結構數據庫中超過 228,000 個實驗鍵長的統計分析。 對于碳，給出了不同軌道雜化的值。

一種不同的方法是對較小分子集中的所有元素進行自洽擬合。 這是分別對單鍵、雙鍵和三鍵直至超重元素進行的。 使用了實驗和計算數據。 單鍵結果通常與 Cordero 等人的結果相似。 當它們不同時，使用的配位數可以不同。

大多數（d 和 f）過渡金屬尤其如此。 通常人們期望 r1 > r2> r3。 如果配體的差異大于所用數據中 R 的差異，弱多重鍵可能會出現偏差。

請注意，原子序數高達 118 (oganesson) 的元素現在已經通過實驗產生，并且對越來越多的元素進行了化學研究。 同樣的自洽方法被用于擬合 48 個晶體中 30 種元素的四面體共價半徑，精度達到亞微米級。