N2O₄ ha un legame covalente. I legami covalenti si formano quando due atomi condividono gli elettroni per completare il loro guscio elettronico più esterno. Nel caso di N2O₄ ciascun atomo di azoto condivide due elettroni con ciascuno dei due atomi di ossigeno. Questo crea una molecola stabile in cui tutti gli atomi hanno un guscio elettronico più esterno completo.

Al contrario, i legami ionici si formano quando un atomo dona elettroni a un altro atomo. Questo crea due ioni di carica opposta che sono attratti l'uno dall'altro. I legami ionici si trovano tipicamente nei composti tra un metallo e un non metallo. Ad esempio, il cloruro di sodio (NaCl) è un composto ionico perché l'atomo di sodio dona un elettrone all'atomo di cloro, creando ioni sodio e cloruro.