二氧化碳分子模型是直线型分子。二氧化碳是由一个碳原子和两个氧原子结合而成，C原子以sp杂化轨道形成σ键，而且碳氧原子间彼此吸引，且没有极性，故不产生偏转，在CO₂分子中，碳原子采用sp杂化轨道与氧原子成键。C原子的两个sp杂化轨道分别与两个O原子生成两个σ键。C原子上两个未参加杂化的p轨道与sp杂化轨道成直角，并且从侧面同氧原子的p轨道分别肩并肩地发生重叠，生成两个∏三中心四电子的离域键。因此，缩短了碳—氧原子间地距离，使CO₂中碳氧键具有一定程度的叁键特征。决定分子形状的是sp杂化轨道，CO₂为直线型分子。
