Molekylära dimerer bildas ofta genom reaktion av två identiska föreningar, t.ex. 2A → A-A. I detta exempel sägs monomer ”A” dimeriseras för att ge dimer ”A-A”. Ett exempel är en diaminokarben, som dimeriseras för att ge en tetraaminoetylen:
2 C(NR2)2 → (R2N)2C=C(NR2)2
Carbener är mycket reaktiva och bildar lätt bindningar.
Dicyklopentadien är en asymmetrisk dimer av två cyklopentadienmolekyler som reagerat i en Diels-Alder-reaktion för att ge produkten. Vid upphettning ”spricker” den (genomgår en retro-Diels-Alder-reaktion) för att ge identiska monomerer:
C10H12 → 2 C5H6
Många icke-metalliska grundämnen förekommer som dimerer: väte, kväve, syre, halogenerna, dvs. fluor, klor, brom och jod. Ädelgaser kan bilda dimerer som är sammanlänkade med van der Waals-bindningar, till exempel dihelium eller diargon. Kvicksilver förekommer som kvicksilver(I)-katjon (Hg22+), formellt en dimer jon. Andra metaller kan bilda en del dimerer i sina ångor. Kända metalliska dimerer är Li2, Na2, K2, Rb2 och Cs2.
Många små organiska molekyler, framför allt formaldehyd, bildar lätt dimerer. Dimeren av formaldehyd (CH2O) är dioxetan (C2H4O2).