Uma fórmula molecular para uma molécula diatômica consiste em dois átomos do mesmo elemento. Alguns exemplos são:

* H2 (hidrogênio)
* O2 (oxigênio)
* N2 (azoto)
* F2 (flúor)
* Cl2 (cloro)
* Br2 (bromo)
* I2 (iodo)