W zależności od rodzaju substancji w fazie gazowej, rozróżniamy dwa mechanizmy polaryzacji dielektryka:

1) indukowanie dipoli w atomach i cząsteczkach, czyli tzw. polaryzację deformacyjną lub elektronową,

2) polaryzację dipolową.

Omówimy obydwa mechanizmy.

Atomy i cząsteczki wielu substancji mają budowę symetryczną. Najprostszym przykładem są jednoatomowe gazy szlachetne (hel, neon itd.). Innym przykładem są dwuatomowe gazy, złożone z tych samych atomów: ${\text{H}}_2$, ${\text{O}}_2$, ${\text{N}}_2$ itd. (il. 1.34a). Takie atomy i cząsteczki ulegają polaryzacji deformacyjnej w zewnętrznym polu elektrycznym.

Przykładem substancji, której cząsteczki mają budowę asymetryczną, jest tlenek węgla (II). Wiązanie w cząsteczce $\text{CO}$ jest na tyle spolaryzowane, że wiążące elektrony znajdują się istotnie bliżej atomu tlenu niż atomu węgla (il. 1.34b). Mówimy, że taka cząsteczka ma budowę dipolową. Takie substancje, umieszczone w zewnętrznym polu elektrycznym, ulegają zarówno polaryzacji deformacyjnej, jak i znacznie silniejszej polaryzacji dipolowej.

Ad 1. W przypadku braku zewnętrznego pola atomy czy cząsteczki o symetrycznej budowie nie mają momentu dipolowego, gdyż „środek ciężkości” ujemnego ładunku otoczki elektronowej atomu (lub cząsteczki) przypada dokładnie w środku atomu, gdzie znajduje się dodatnie jądro, lub – w przypadku cząsteczki – w środku masy jąder naładowanych dodatnio. Najprościej taką cząsteczkę można sobie wyobrazić tak, jak pokazano na il. 1.34a lub, w nieco bardziej skomplikowanej konfiguracji, jak na il. 1.34c.

Jeżeli taki sferycznie symetryczny atom lub cząsteczka o symetrycznej budowie znajdzie się w zewnętrznym polu elektrycznym, to na dodatnie jądro zadziała siła przeciwnie zwrócona niż na elektron. W efekcie orbita elektronu przemieści się w stosunku do jądra na pewną niewielką średnią odległość $l$ (il. 1.35b). Atom staje się dipolem.

Ad 2. Istnieją substancje (takie jak $\text{CO}$ – tlenek węgla (II) il. 1.34b), których atomy lub cząsteczki mają niesymetryczną budowę. Dzięki temu cząsteczki te są trwałymi dipolami również w przypadku braku pola zewnętrznego – wtedy cząsteczki będące w nieustannym ruchu są dipolami zorientowanymi chaotycznie we wszystkich kierunkach. Wypadkowy moment dipolowy takiej substancji jest równy zeru. Jeśli substancja znajdzie się w polu elektrycznym, to nastąpi polaryzacja deformacyjna cząsteczek (omówiona powyżej), przez co ich dipole ulegną zmianie. Ponadto na każdy z dipoli zadziała moment sił ustawiających je w kierunku linii pola. Efekt polaryzacji deformacyjnej jest dużo słabszy od efektu polaryzacji dipolowej (ustawiania się dipoli wzdłuż linii pola).

Ustawianie się dipoli wzdłuż linii pola jest zaburzane chaotycznym ruchem cieplnym zderzających się ciągle ze sobą cząsteczek. Wraz ze wzrostem temperatury nasila się dezorganizujące działanie ruchów cieplnych, przeszkadzające porządkowaniu się dipoli. Dlatego przenikalność elektryczna dielektryka dipolowego maleje wraz ze wzrostem temperatury.