Une molécule polaire est caractérisée par la distribution inégale des électrons qui forment les liaisons covalentes entre chaque atome de la molécule, ce qui donne un côté légèrement chargé positivement et un côté légèrement chargé négativement. Cela se produit en raison des différences d'électronégativité entre les atomes de différents éléments.
L'eau, ou H2O, est un exemple de molécule polaire. L'atome d'oxygène dans la molécule d'eau a une plus grande électronégativité que les atomes d'hydrogène auxquels il est lié de manière covalente, ce qui entraîne un décalage dipolaire où la liaison est pondérée négativement sur l'extrémité oxygène et pondérée positivement sur l'extrémité hydrogène. Le déplacement des charges électriques au sein de la molécule est subtil et se traduit par une structure globale électriquement équilibrée avec une forme courbée non linéaire. La forme de la molécule est tout aussi importante que les charges associées à chaque extrémité lorsqu'il s'agit de déterminer si une molécule est polaire ou non.
Dans le cas du dioxyde de carbone, ou CO2, les charges sont inégalement réparties entre l'atome d'oxygène et les atomes de carbone, mais la molécule a une forme linéaire, de sorte que les déplacements dipolaires s'équilibrent à chaque extrémité et entraînent une molécule non polaire. Des interactions intermoléculaires peuvent se produire entre les molécules polaires en raison des déplacements dipolaires et de légères charges associées à chaque extrémité. Dans le cas de l'eau, l'extrémité chargée négativement d'une molécule d'eau interagit avec d'autres molécules d'eau en attirant faiblement les extrémités chargées positivement et en repoussant les extrémités chargées négativement.