N2O₄ heeft een covalente binding. Covalente bindingen worden gevormd wanneer twee atomen elektronen delen om hun buitenste elektronenschil te voltooien. In het geval van N2O₄ deelt elk stikstofatoom twee elektronen met elk van de twee zuurstofatomen. Hierdoor ontstaat een stabiel molecuul waarin alle atomen een volledige buitenste elektronenschil hebben.

Ionische bindingen worden daarentegen gevormd wanneer een atoom elektronen aan een ander atoom doneert. Hierdoor ontstaan ​​twee tegengesteld geladen ionen die tot elkaar aangetrokken worden. Ionische bindingen worden doorgaans aangetroffen in verbindingen tussen een metaal en een niet-metaal. Natriumchloride (NaCl) is bijvoorbeeld een ionische verbinding omdat het natriumatoom één elektron aan het chlooratoom doneert, waardoor natrium- en chloride-ionen ontstaan.