Wzór strukturalny dwutlenku węgla jest liniowy. Dwutlenek węgla lub CO2 jest związkiem gazowym o masie cząsteczkowej 44 gramy /mol. Jest to naturalnie występujący związek, który składa się z dwóch cząsteczek tlenu związanych z jedną cząsteczką węgla.
Związki dwutlenku węgla istnieją w liniowej, symetrycznej formie z cząsteczką węgla w środku i cząsteczką tlenu kowalencyjnie związaną po każdej stronie węgla. Cząsteczki tlenu i węgla mają podwójne wiązania i mają długość wiązań wynoszącą 116,3 pikometrów. Uważa się ją za cząsteczkę liniową ze względu na jej hybrydyzowaną cząsteczkę węgla i symetryczne wiązania podwójne węgiel-tlen.