Teorie VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) se používá k předpovědi vazebných úhlů a prostorové polohy atomů uhlíku a vodíku v ethylenu a k určení pořadí vazeb mezi atomy uhlíku (počtu vazeb mezi nimi). Každý atom uhlíku má obecné uspořádání AX3, kde A je centrální atom obklopený třemi dalšími atomy (označenými X); sloučeniny tohoto tvaru mají trigonální rovinnou geometrii a vytvářejí vazebné úhly 120 stupňů. Aby se nehybridizované p orbitaly úspěšně překrývaly, musí být CH2 koplanární: C2H4 je tedy planární molekula a každý vazebný úhel je přibližně 120 stupňů. Následující diagram ukazuje délky vazeb a vazebné úhly mezi vodíkem a uhlíkem v ethenu:

Podle teorie valenční vazby tvoří dva atomy kovalentní vazbu překrytím jednotlivých poloplných valenčních atomových orbitalů, z nichž každý obsahuje jeden nespárovaný elektron. V ethenu má každý atom vodíku jeden nepárový elektron a každý uhlík je sp2 hybridizován s jedním elektronem v každém sp2 orbitalu. Čtvrtý elektron je v orbitalu p, který vytvoří vazbu pi. Pořadí vazeb pro ethen je jednoduše počet vazeb mezi jednotlivými atomy: vazba uhlík-uhlík má pořadí vazeb dvě a každá vazba uhlík-vodík má pořadí vazeb jedna.

.