NO2 jest cząsteczką polarną. Geometria cząsteczki jest zgięta z powodu nie wiążącej się pary elektronów. Wygięta geometria powoduje polaryzację.
Biegunowość wynika z różnicy w elektroujemności. Tlen jest bardziej elektroujemny niż azot i przyciąga elektrony z wiązań. Są nierównomiernie rozmieszczone. Zatem wiązanie N-O jest polarne z dodatnim względem tlenu i dodatnim względem azotu.
Gdyby cząsteczka NO2 była liniowa, wiązania polarne byłyby przeciwne sobie wzajemnie, a cząsteczka byłaby niepolarna. Zamiast tego, nie wiążąca się para elektronów jest na azocie. Para elektronów odpycha wiązania i zniekształca cząsteczkę w wygiętą geometrię. Wiązania polarne nie negują się wzajemnie, przez co cząsteczka jest polarna.
