甲烷中碳的化合价是-4价。碳原子的最外层有4个电子，这4个电子不一样，分别分布在2s轨道上2个，2p轨道上2个，进行sp3杂化，使4个电子一样。
在与氢原子结合的时候，每个电子分别与一个氢原子的电子结合形成共用电子对，由于碳原子核吸引电子的能力比氢原子强，共用电子对偏向碳原子，使碳原子带负电性，氢原子先正电性。所以通常认为碳为-4价，氢为+1价。