Diklorin monoksitin moleküler geometrisi, oksijen atomunda bulunan yalnız elektron çiftlerinin bir sonucu olarak bükülür. Moleküler geometri, bir bileşikteki elementler arasındaki ilişkinin fiziksel temsilidir.
Moleküler geometri, Valence Shell Elektron Çifti İtme Modeli ile karakterize edilir. Bu üç boyutlu model, elektron çiftleri arasındaki itici kuvvetlere dayanmaktadır. Oktet kuralının her eleman için yerine getirilmesi gerektiği ilkesiyle başlar. Bu, her elemanın dış kabukta sekiz değerlik elektronuna sahip olması gerektiği anlamına gelir. Birçok elemanın dış kabuğunda sekiz değerlik elektronu bulunmadığından, elektron paylaşımı sonuçlanır. Paylaşılmayan elektronlar noktalarla gösterilmiştir.
Toplam 13 moleküler geometri var. Bu geometriler, birbirine bağlanan grupların sayısı ve merkezi atomdaki yalnız çift elektronlar da dahil olmak üzere birbirinden farklı faktörlerle ayrılır. Ek bir faktör, beş tipten biri olabilen elektron çifti geometrisidir. Bu, diklorin monoksit için önemlidir, çünkü bükülmüş olarak sınıflandırılan iki moleküler geometri vardır. Merkezi oksijen atomunun iki yalnız elektron çifti olması nedeniyle, trigonal düzlemsel bükülme yerine tetrahedral bükülmüş olarak sınıflandırılır. Bu geometrik oluşum, 109.5 dereceden düşük birleşme açılarıyla karakterize edilir.
