乙烯有一個C-Cσ鍵,一個C-Cπ鍵,及四個C-Hσ鍵。C-Cσ鍵和C-Cπ鍵形成了C=C雙鍵,雖然σ鍵可自由旋轉,但π鍵不能旋轉(因為是肩並肩形成的),所以C-Cσ鍵也不能旋轉了,否則會使π鍵斷裂。
乙烯六原子共面結構的主要原因是C原子是sp2雜化,3個sp2雜化軌道之間的夾角均為120度,形成一個平面正三角形。氫的s軌道是球形,所以C-Hσ鍵旋轉根本不會影響軌道重疊及形狀,因此乙烯只要不發生反應,就始終保持平面結構。