Uma molécula com dois átomos é chamada de molécula diatômica .

Aqui estão alguns exemplos:

* h₂ (Hidrogênio)
* o₂ (Oxigênio)
* n₂ (Azoto)
* cl₂ (Cloro)
* br₂ (Bromo)
* i₂ (Iodo)
* f₂ (Flúor)
* co (Monóxido de carbono)
* não (Óxido nítrico)

Também existem moléculas diatômicas compostas por dois átomos diferentes (como CO e NO).