NCl3 es una molécula ligeramente polar. Esto se debe a que el nitrógeno tiene un par solitario de electrones que repele los pares de electrones unidos de los enlaces covalentes N-Cl, lo que le da a la molécula una estructura asimétrica donde las polaridades de los enlaces no se anulan entre sí.
El nitrógeno y el cloro tienen electronegatividades similares, lo que hace que el enlace N-Cl individual sea esencialmente no polar. Sin embargo, en NCl3, el nitrógeno utiliza solo tres de sus cinco electrones de valencia para formar enlaces con el cloro. El par solitario de electrones en el átomo de nitrógeno repele a los pares de electrones unidos alejándose de sí mismo y hacia los átomos de cloro. Esto hace que la molécula sea ligeramente polar debido a la disposición asimétrica de los tres enlaces N-Cl.