sp3-hybridiseringer er en linearkombination af fire orbitaler; en s-orbital og tre p-orbitaler, som blandes sammen for at danne fire nye orbitaler. Dette giver alle fire orbitaler samme energi, og gør at orbitalerne peger længst muligt væk fra hinanden, som derved giver den laveste energi (fordi elektronerne kommer længst fra hinanden.
Fænomenet opstår (næsten) hver gang fire atomer/molekyler/ligander binder til et center, og der ikke er overskydende elektroner på centeret ( som i fx IF4-) Fordi man opnår at få elektronerne længst fra hinanden.
Der kan dog være faktorer som gør, at en anden hybridisering er fordelagtig. Fx hvis carbon binder til et metal med få valenselektroner. Her en en sp eller sp2-hybridisering en fordel, fordi de "ikke linearkombinerede" orbitaler så kan lave pi-binding til metallet og donere elektroner til metallet.