Zagadnienie budowy pierścienia benzenowego poprawnie tłumaczy kwantowomechaniczna sposób orbitali molekularnych. Przyjmuje się hybrydyzację sp² na rzecz atomów węgla. Zhybrydyzowane orbitale tworzą wiązania σ C-C również C-H. Pozostałe orbitale p atomów węgla (o osiach prostopadłych do płaszczyzny cząsteczki) tworzą zdelokalizowane spaw π: