Sigma bağı, iki atomik orbitalin bağ ekseni doğrultusunda uç uca örtüşmesiyle oluşan bir kovalent bağ türüdür. Sigma bağı, iki atom arasında meydana gelen ilk bağdır ve pi bağından daha güçlüdür. Sigma bağı, s-s veya s-p orbitallerinin örtüşmesiyle meydana gelebilir.