NO2 è una molecola polare. La geometria della molecola è piegata a causa di una coppia di elettroni senza legame. La geometria piegata causa la polarità.
La polarità deriva da una differenza di elettronegatività. L'ossigeno è più elettronegativo dell'azoto e avvicina gli elettroni dai legami. Sono distribuiti in modo non uniforme. Pertanto, un legame N-O è polare con l'ossigeno negativo e l'azoto positivo.
Se la molecola di NO2 fosse lineare, i legami polari si sarebbero opposti l'un l'altro e la molecola sarebbe non polare. Invece, una coppia di elettroni senza legame è su azoto. La coppia di elettroni respinge i legami e distorce la molecola in una geometria curva. I legami polari non si annullano a vicenda, rendendo la molecola polare.