Згідно з сучасними уявленнями, у молекулі бензолу в кожного атома вуглецю одна s- і дві р-електронні хмари гібридизовані (sp2-гібридизація), а одна р-електронна хмара негібридна. Усі три гібридні електронні хмари, не перекриваючись, утворюють ?- зв’язки, що знаходяться в одній площині.
Пі-зв’язок – ковалентний зв’язок, що утворюється перекриванням атомних p-орбіталей. У молекулі бензолу атоми вуглецю перебувають у sp2-гібридизації. Усі три гібридні орбіталі розташовані в одній площині під кутом 1200, як це характерно для молекул алкенів (перший представник – етилен).
Між атомами вуглецю діють сигма-зв’язки та делокалізовані пі-зв’язки.
Загалом у бензолі шість електронів у сполученій системі з подвійних зв’язків. Варто зазначити, що сполучення призводить до того, що як таких повноцінних подвійних зв’язків у бензолі немає – всі вони “розмазані” по всіх зв’язках бензольного кільця.