乙烯有一个C-Cσ键，一个C-Cπ键，及四个C-Hσ键。C-Cσ键和C-Cπ键形成了C=C双键，虽然σ键可自由旋转，但π键不能旋转（因为是肩并肩形成的），所以C-Cσ键也不能旋转了，否则会使π键断裂。

乙烯六原子共面结构的主要原因是C原子是sp2杂化，3个sp2杂化轨道之间的夹角均为120度，形成一个平面正三角形。氢的s轨道是球形，所以C-Hσ键旋转根本不会影响轨道重叠及形状，因此乙烯只要不发生反应，就始终保持平面结构。