Molekularne dimery często powstają w wyniku reakcji dwóch identycznych związków np: 2A → A-A. W tym przykładzie mówi się, że monomer „A” dimeryzuje, dając dimer „A-A”. Przykładem jest diaminokarben, który dimeryzuje, dając tetraaminoetylen:
2 C(NR2)2 → (R2N)2C=C(NR2)2
Karbeny są wysoce reaktywne i łatwo tworzą wiązania.
Dicyklopentadien jest asymetrycznym dimerem dwóch cząsteczek cyklopentadienu, które zareagowały w reakcji Dielsa-Aldera, dając produkt. Po podgrzaniu „pęka” (ulega reakcji retro-Dielsa-Aldera) dając identyczne monomery:
C10H12 → 2 C5H6
Wiele pierwiastków niemetalicznych występuje jako dimery: wodór, azot, tlen, fluorowce, tj. fluor, chlor, brom i jod. Gazy szlachetne mogą tworzyć dimery połączone wiązaniami van der Waalsa, np. dihelium lub diargon. Rtęć występuje jako kation rtęci(I) (Hg22+), formalnie jon dimeryczny. Inne metale mogą tworzyć w swoich parach pewną ilość dimerów. Znane dimery metaliczne obejmują Li2, Na2, K2, Rb2 i Cs2.
Wiele małych cząsteczek organicznych, w szczególności formaldehyd, łatwo tworzy dimery. Dimerem formaldehydu (CH2O) jest dioksetan (C2H4O2).
.