Una molécula diatómica es un grupo estable de dos átomos conectados por enlaces químicos. Las moléculas diatómicas que comprenden el mismo elemento se llaman elementos diatómicos. Hay cinco elementos diatómicos que existen como gases a temperatura y presión estándar: hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, flúor y cloro.
Además, a temperaturas elevadas, el bromo y el yodo también existen como elementos diatómicos. Astatine, el halógeno más pesado, se teoriza para formar una molécula diatómica, pero esto no se ha confirmado.
Los compuestos diatómicos son moléculas de dos átomos con elementos diferentes. Algunos ejemplos incluyen monóxido de carbono, óxido nítrico, monóxido de silicio y cloruro de hidrógeno. Las moléculas diatómicas son el tipo de compuesto más abundante en el universo.
