La configuración del último nivel para el carbono es 2s² 2p², por lo que, para justificar la valencia 4 de este elemento, es preciso promocionar un electrón del orbital 2s a un orbital 2p, quedando la configuración de la capa de valencia de la forma 2s¹ 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z¹.

La forma  de la molécula es la de un anillo plano, siendo los ángulos de enlace de 120º. Para conseguir una estructura de este tipo,  es necesario que se produzca una hibridación entre un orbital s y dos orbitales  p, dando lugar a tres orbitales híbridos sp² con las mismas características y formando entre sí  ángulos de 120º, de forma que la repulsión entre los electrones sea mínima.

Como puede observarse,   cada uno de los átomos de carbono está unido a  otros dos  átomos de carbono y a uno de hidrógeno, quedando disponible un electrón p cada uno de los átomos de carbono. El solapamiento de orbitales p de dichos átomos da lugar a la formación de tres dobles enlaces deslocalizados, lo que daría lugar a estas dos estructuras resonantes:

A continuación puede verse una animación del modelo de la molécula de C₆H₆, realizada mediante el programa Jmol. Para ver esta animación, pulse sobre el siguiente botón.