Uma molécula diatômica é um grupo estável de dois átomos conectados por ligações químicas. Moléculas diatômicas que são compostas do mesmo elemento são chamadas de elementos diatômicos. Existem cinco elementos diatômicos que existem como gases em temperatura e pressão padrão: hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, flúor e cloro.
Além disso, em temperaturas elevadas, o bromo e o iodo também existem como elementos diatômicos. Astatine, o mais pesado dos halogênios, é teorizado para formar uma molécula diatômica, mas isso não foi confirmado.
Os compostos diatômicos são duas moléculas de átomos com elementos diferentes. Alguns exemplos incluem monóxido de carbono, óxido nítrico, monóxido de silício e cloreto de hidrogênio. As moléculas diatômicas são o tipo de composto mais abundante no universo.
