原子分子佔地球大气层成份的 99%。以双原子分子存在的化合物包括一氧化碳、一氧化氮、氯化氢等。这些双原子分子称为异核双原子分子。
金属的双原子分子.金属在气态可能是双原子分子。金属的双原子分子的例子有锂(Li)、钠(Na)、钼(Mo)和钨(W)。其中，钼和钨的双原子分子是以六重键存在。