SO 2 ma moment dipolowy zmierzony przy 1,62 debye. Ten moment występuje z powodu nierównomiernego rozkładu dodatnich i ujemnych ładunków między atomem siarki i dwoma atomami tlenu w cząsteczce dwutlenku siarki w kształcie digonal.
Moment dipolowy cząsteczki, taki jak dwutlenek siarki, jest związany z geometrią cząsteczki. Dwutlenek siarki jest wygiętą cząsteczką. Kąt między wiązaniami dla atomów tlenu wynosi około 119 stopni, podczas gdy wiązania łączące atom siarki z jednym atomem tlenu wynoszą około 146,1 pikometrów. SO 2 ma dwuścienny kształt cząsteczkowy. Ma dwie struktury rezonansowe.
