甲烷的化学键类型是共价键中的单键，也称为σ键。
甲烷是最简单的有机物，甲烷中的化学键，是甲烷分子中碳原子与氢原子之间间结合而形成的的，由于甲烷含一个碳原子，四个氢原子，所以共有4个单键。甲烷分子因此具有饱和性，能起置换反应，不能起加成反应和聚合反应，结构稳定。
由于甲烷分子由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成，因此甲烷分子的结构为正四面体结构，四个键的键长相同键角相等。
甲烷是正四面体结构，碳原子居于正四面体的中心，分子中的5个原子中没有任何4个原子处于同一平面内。其中任意三个原子在同一平面内，任意两个原子在同一直线上。任何与饱和碳原子直接相连的4个原子一定位于四面体的四个顶点上。
