化学结合被大多数研究者认为是金瓷结合中最主要、最关键的结合机制。它是在金合金等贵合金中加入的微量元素如锡、铟、镓或铁在空气中烧结时会移到合金表面形成氧化物，然后与瓷粉不透明层中的类似氧化物结合。氧化层厚度的控制对防止金瓷结合失败非常关键，如果过厚会减弱化学结合的强度。若金属基底表面污染也会减弱化学结合的强度。以上是金瓷化学结合的一种理论，即氧化层是金属基底与瓷之间结合的桥梁。另外一种理论则认为金属表面氧化物被不透明瓷熔解，瓷直接与金属表面形成原子接触共享电子。从化学角度看，在金瓷结合中共价和离子结合均存在，但厚度一般只需要仅仅一层单分子氧化膜层就足够了。