De chemische formule van fluorgas is F₂ . Het is een diatomisch molecuul, wat betekent dat het bestaat uit twee fluoratomen die covalent aan elkaar zijn gebonden. Elk fluoratoom in het molecuul heeft atoomnummer 9, wat betekent dat het 9 protonen in de kern heeft. De structuurformule van fluorgas is F-F, wat de lineaire rangschikking van de twee fluoratomen weergeeft.