Een sigma-binding of s-binding is een vorm van covalente binding tussen twee atomen. De sigma-binding wordt gevormd door de orbitaaloverlap van twee atomaire orbitalen tot een moleculair orbitaal, waarbij de elektronendichtheid langs de bindingsas tussen beide atoomkernen geen discontinuïteit vertoont. Dientengevolge is de sigma-binding volledig rotatie-symmetrisch volgens de bindingsas. Deze vorm van binding tussen atomen wordt vooral aangetroffen in de organische chemie tussen koolstofatomen in verzadigde verbindingen.