El CO2 se conoce como una molécula triatómica lineal. Esto significa que el CO2 tiene tres átomos dispuestos en una línea con carbono en el medio y un átomo de oxígeno en cada extremo.
Esta estructura se forma naturalmente, ya que el oxígeno es relativamente más electronegativo que el carbono. La forma lineal de la molécula no se ve afectada por la fuerza relativa de la unión entre el oxígeno y el carbono. A medida que el oxígeno forma enlaces dobles y el carbono forma cuatro, cada átomo de oxígeno está unido al carbono por un enlace doble. Dado que los electrones compartidos ocupan lo que es esencialmente el mismo volumen, los dobles enlaces actúan de manera similar a los enlaces simples para determinar la forma general de la molécula de CO2.