Hybrydyzacja orbitali atomowych, tworzenie się nowych, jednakowych orbitali atomowych w wyniku zmieszania orbitali typu s, p i d atomu centralnego.

Orientacja przestrzenna orbitali zhybrydyzowanych (hybryd), różna od orientacji wyjściowych orbitali atomowych, pozwala zminimalizować elektryczne odpychanie elektronów i wynika z ukierunkowania orbitali zhybrydyzowanych na otaczające atom centralny inne atomy i ligandy(hybrydyzacja orbitali atomowych nie występuje w izolowanych atomach).

Liczba hybryd równa jest liczbie orbitali atomowych biorących udział w hybrydyzacji. Formalnie hybrydy są kombinacją liniową tych orbitali.

Pojęcie hybrydyzacja orbitali atomowych przyczynia się do wyjaśnienia struktury związków chemicznych, trwałości wiązań między pierwiastkami, które je tworzą oraz ich wartościowości.