SO2 a un moment dipolaire mesuré à 1,62 debye. Ce moment se produit en raison de la répartition inégale des charges positives et négatives entre l'atome de soufre et les deux atomes d'oxygène dans la molécule de dioxyde de soufre en forme de digone.
Le moment dipolaire d'une molécule, comme le dioxyde de soufre, est lié à la géométrie de la molécule. Le dioxyde de soufre est une molécule courbée. L'angle entre les liaisons des atomes d'oxygène est d'environ 119 degrés, tandis que les liaisons reliant l'atome de soufre à l'atome d'oxygène sont d'environ 143,1 picomètres. SO2 a une forme moléculaire dièdre. Il a deux structures de résonance.
