Kooldioxide is een covalente verbinding, wat betekent dat het wordt gevormd door het delen van elektronen tussen atomen. De binding die koolstofdioxide vormt, wordt een dubbele binding genoemd, die bestaat uit twee paren elektronen gedeeld door twee atomen. In het geval van kooldioxide wordt de dubbele binding gevormd tussen het koolstofatoom en elk van de twee zuurstofatomen.