Phosgen har molekylformlen COCl2. Kulstofatomet er bundet til de to oxygenatomer med dobbeltbindinger, og kulstofatomet er også bundet til de to chloratomer med enkeltbindinger. Lewis-strukturen af fosgen er:
```
O=C=O
| |
Cl-C-Cl
```
De kovalente bindinger i phosgen er:
* To carbon-ilt dobbeltbindinger
* To carbon-chlor-enkeltbindinger