Teoria wiązań walencyjnych (VB, z ) – jedna z podstawowych teorii chemii kwantowej opisujących wiązanie chemiczne, obok teorii orbitali molekularnych. W ujęciu VB wiązanie powstaje przede wszystkim przez nakładanie się orbitali atomowych zawierających niesparowane elektrony, a para elektronowa jest opisywana jako zlokalizowana między dwoma atomami.
Teoria ta jest używana przede wszystkim do jakościowego opisu wiązań kowalencyjnych, ich kierunkowości, hybrydyzacji orbitali i rezonansu chemicznego. Ułatwia też opis lokalnych zmian elektronowych podczas tworzenia i zrywania wiązań. W przeciwieństwie do teorii orbitali molekularnych, która zajmuje się orbitalami rozciągniętymi na całą cząsteczkę, klasyczna teoria wiązań walencyjnych opisuje nakładanie się orbitali atomowych oraz struktury przypominające .
Współczesny opis VB wywodzi się z kwantowomechanicznej analizy cząsteczki wodoru z 1927 roku oraz z wprowadzonych w latach 30. XX w. pojęć rezonansu i hybrydyzacji orbitali. Od połowy XX w. w dydaktyce częściej sięgano po teorię orbitali molekularnych, jednak pod koniec tego stulecia zaczęto rozwijać VB jako rodzinę wariacyjnych metod obliczeniowych chemii kwantowej.