Kluczową różnicą między wartościowością a stopniem utlenienia jest to, że wartościowość to maksymalna liczba elektronów, które atom może stracić, zyskać lub podzielić, aby stać się stabilnym, podczas gdy stopień utlenienia to liczba elektronów, które atom może stracić lub zyskać, aby utworzyć wiązanie z innym atomem.
Pojęcia liczba utlenienia i wartościowość są związane z elektronami walencyjnymi atomu. Elektrony walencyjne to elektrony, które zajmują najbardziej zewnętrzne orbitale atomu. Te elektrony są słabo przyciągane do jądra atomowego; w ten sposób atomy mogą łatwo usuwać lub dzielić te elektrony z innymi atomami. Ta utrata, zysk lub udostępnienie elektronów powoduje, że określony atom ma stopień utlenienia i wartościowość, a ostatecznie tworzy wiązanie chemiczne między dwoma atomami.