在分子轨道理论中没有杂化这一说。用分子轨道理论来计算，也可以得到甲烷的最低基态结构为正四面体这一结论。但是，在分子轨道理论中甲烷的八个成键电子分布在两个不同的能级上。较低能级上只有一个“分子轨道”（容纳两个电子）；较高能级上的是三重简并的轨道（容纳六个电子）。这与光谱实验观察是一致的。价键理论中的杂化轨道将甲烷的八个成键电子（人为的）等同分配在四个等能量的sp3杂化轨道。这与实验观察不相符。
