O moleculă diatomică este un grup stabil de doi atomi legați de legături chimice. Moleculele diatomice care sunt compuse din același element se numesc elemente diatomice. Există cinci elemente diatomice care există ca gaze la temperatură și presiune standard: hidrogen, azot, oxigen, fluor și clor.
În plus, la temperaturi ridicate, bromul și iodul există și ca elemente diatomice. Astatina, cel mai greu dintre halogeni, este teoretizată pentru a forma o moleculă diatomică, dar acest lucru nu a fost confirmat.Compușii diatomici sunt două molecule de atomi cu elemente diferite. Câteva exemple includ monoxid de carbon, oxid de azot, monoxid de siliciu și acid clorhidric. Moleculele diatomice sunt cel mai abundent tip de compus din univers.
