Una molecola polare è caratterizzata dalla distribuzione irregolare degli elettroni che formano i legami covalenti tra ciascun atomo nella molecola, risultando in un lato leggermente positivo e un lato leggermente caricato negativamente. Ciò si verifica a causa delle differenze di elettronegatività tra gli atomi di diversi elementi.
L'acqua, o H2O, è un esempio di una molecola polare. L'atomo di ossigeno nella molecola d'acqua ha una maggiore elettronegatività rispetto agli atomi di idrogeno a cui è legato covalentemente, determinando uno spostamento di dipolo in cui il legame è negativamente ponderato all'estremità dell'ossigeno e ponderato positivamente la parte dell'idrogeno. Lo spostamento delle cariche elettriche all'interno della molecola è sottile e si traduce in una struttura complessiva bilanciata elettricamente con una forma piegata non lineare. La forma della molecola è tanto importante quanto le cariche associate a ciascuna estremità quando si tratta di determinare se una molecola è polare o meno.
Nel caso di anidride carbonica, o CO2, le cariche sono distribuite in modo non uniforme tra l'atomo di ossigeno e gli atomi di carbonio, ma la molecola è in una forma lineare, quindi il dipolo si bilancia l'un l'altro su entrambe le estremità e si traduce in una molecola non polare. Si possono verificare interazioni molecolari tra molecole polari dovute a spostamenti di dipolo e leggere cariche associate a ciascuna estremità. Nel caso dell'acqua, l'estremità caricata negativamente di una molecola d'acqua interagisce con altre molecole d'acqua attraendo debolmente le estremità caricate positivamente e respingendo le estremità caricate negativamente.
