Begrep innført i kjemien for å forklare lovmessigheter i kjemiske forbindelsers sammensetning. Ordet valens ble første gang brukt 1868 av C. H. Wichelhaus (1842–1927), men det var først og fremst E. Frankland (1825–99) og A. Kekulé (1829–96) som i 1850- og 1860-årene la grunnlaget for valensteorien.
Til å begynne med var valensbegrepet knyttet til forestillingen om at hvert grunnstoff hadde sin bestemte, karakteristiske valens, og et grunnstoffs valens ble definert som det antall hydrogenatomer et atom av grunnstoffet kunne forene seg med eller erstatte i kjemiske forbindelser. Hydrogen ble tilskrevet valens 1, oksygen valens 2 (jfr. formelen for vann H2O), nitrogen valens 3 (jfr. ammoniakk NH3), karbon valens 4 (jfr. metan CH4), klor valens 1 (jfr. hydrogenklorid HCl), natrium valens 1 (jfr. natriumklorid NaCl) osv. Alt etter sin valens ble grunnstoffene betegnet som enverdige, toverdige, treverdige osv. Det viste seg imidlertid snart at grunnstoffene kunne opptre med mer enn én valens, og at de ofte hadde en annen valens overfor oksygen enn overfor hydrogen.
Den elektronteoretiske oppfatning av kjemisk binding uttrykt ved teorien om ionebinding og atombinding har ført til at man setter grunnstoffenes valens i relasjon til deres elektronkonfigurasjon og spesielt til det antall elektroner som befinner seg i det ytterste elektronskall, dvs. i elektronskallet med det største hovedkvantetall n for vedkommende grunnstoff. Disse elektroner kalles derfor valenselektroner. For noen grunnstoffer (d- og f-grunnstoffene) er også elektronene i det nest ytterste elektronskallet viktige og inngår i grunnstoffets valenselektroner. Se også kjemisk binding, grunnstoffenes periodesystem, oksidasjonstall.