Uma molécula diatômica é uma molécula composta por apenas dois átomos. Aqui estão alguns exemplos comuns de moléculas diatômicas encontradas na natureza:

gases:

* hidrogênio (H _{2 )} :O elemento mais abundante do universo, ele existe como um gás diatômico.
* nitrogênio (n _{2 )} :Representa cerca de 78% da atmosfera da Terra.
* oxigênio (O _{2 )} :Essencial para a respiração e é de cerca de 21% da atmosfera da Terra.
* fluorina (f _{2 )} :Um gás altamente reativo usado em vários processos industriais.
* cloro (Cl _{2 )} :Usado como desinfetante e alvejante.
* bromo (BR 2 ) :Um líquido marrom-avermelhado que prontamente vaporiza.
* iodo (i 2 ) :Um sólido roxo que sublima prontamente.

Outros:

* monóxido de carbono (CO) :Um gás venenoso produzido por combustão incompleta.

É importante observar que alguns elementos como o fósforo (p _{4 ) e enxofre (S 8 ) formar moléculas com mais de dois átomos, mas ainda são considerados poliatômicos moléculas, não diatômicas.}