Il biossido di azoto (NO2) è una molecola covalente. Ciò significa che gli atomi di NO2 sono tenuti insieme dalla condivisione di elettroni, piuttosto che da legami ionici. In un legame ionico, un atomo trasferisce gli elettroni a un altro atomo, creando uno ione positivo e uno negativo. In un legame covalente, gli atomi condividono gli elettroni, creando una molecola stabile.

In NO2, l'atomo di azoto condivide tre elettroni con ciascuno dei due atomi di ossigeno. Questo crea un doppio legame tra l'azoto e ciascun atomo di ossigeno. I doppi legami sono ciò che tiene insieme la molecola di NO2.