NO2 este o moleculă polară. Geometria moleculei este îndoită din cauza unei perechi de electroni care nu leagă. Geometria îndoită provoacă polaritatea.
Polaritatea provine dintr-o diferență de electronegativitate. Oxigenul este mai mult electronegativ decât azotul și îi apropie electronii de legături. Ele sunt distribuite inegal. Prin urmare, o legătură N-O este polară cu oxigen negativ și azot pozitiv.
Dacă molecula NO2 ar fi liniară, legăturile polare s-ar opune reciproc și molecula ar fi nepolară. În schimb, o pereche de electroni fără legătură se află pe azot. Pereții de electroni resping legăturile și distorsionează molecula într-o geometrie îndoită. Legăturile polare nu se negau reciproc, făcând molecula polară.