При sp³-гібридизації одна s-орбіталь і три p-орбіталі гібридизуються з утворенням чотирьох sp³-орбіталей, кожна з яких на 25% складається з s-орбіталі і на 75% – з p-орбіталі. Така гібридизація виникає, коли атом оточений чотирма групами електронів.
У цьому, якщо атом вуглецю утворює чотири -зв'язку, він перебуває у стані –гібридизації; якщо три – і один зв'язок, то в стані –гібридизації; якщо два – і два зв'язку, то в стані –гібридизації.
sp2–Гібридизація (площинно-тригональна) характерна тільки для атомів вуглецю, з'єднаних одним подвійним зв'язком з іншим атомами.