Το διοξείδιο του αζώτου (NO2) είναι ένα ομοιοπολικό μόριο. Αυτό σημαίνει ότι τα άτομα στο ΝΟ2 συγκρατούνται μαζί με την κοινή χρήση ηλεκτρονίων, και όχι από ιοντικούς δεσμούς. Σε έναν ιοντικό δεσμό, ένα άτομο μεταφέρει ηλεκτρόνια σε άλλο άτομο, δημιουργώντας ένα θετικό και αρνητικό ιόν. Σε έναν ομοιοπολικό δεσμό, τα άτομα μοιράζονται ηλεκτρόνια, δημιουργώντας ένα σταθερό μόριο.
Στο ΝΟ2, το άτομο αζώτου μοιράζεται τρία ηλεκτρόνια με κάθε ένα από τα δύο άτομα οξυγόνου. Αυτό δημιουργεί έναν διπλό δεσμό μεταξύ του αζώτου και κάθε ατόμου οξυγόνου. Οι διπλοί δεσμοί είναι αυτό που κρατάει το μόριο No2 μαζί.