Nikkelchlorid har en ionbinding. Dette skyldes, at nikkel er et metal, og klor er et ikke-metal. I en ionbinding tiltrækker det elektronegative atom (chlor) elektroner fra det elektropositive atom (nikkel), hvilket resulterer i dannelsen af ladede ioner (kationer og anioner). I tilfælde af nikkelchlorid mister nikkelatomet to elektroner til de to kloratomer, hvilket resulterer i dannelsen af Ni2+-kationer og Clanioner, som derefter holdes sammen af elektrostatiske kræfter for at danne den ioniske forbindelse.