SO2 hat ein Dipolmoment, das bei 1,62 Debye gemessen wird. Dieses Moment entsteht durch die ungleichmäßige Verteilung positiver und negativer Ladungen zwischen dem Schwefelatom und den beiden Sauerstoffatomen im digonalen Schwefeldioxid-Molekül.
Das Dipolmoment eines Moleküls wie Schwefeldioxid hängt von der Geometrie des Moleküls ab. Schwefeldioxid ist ein gebogenes Molekül. Der Winkel zwischen den Bindungen für die Sauerstoffatome beträgt etwa 119 Grad, während die Bindungen, die das Schwefelatom mit dem einen Sauerstoffatom verbinden, etwa 143,1 Pikometer betragen. SO2 hat eine diederförmige Molekülform. Es hat zwei Resonanzstrukturen.
