化學中的方形平面分子幾何學描述了某些化合物所采用的立體化學（原子的空間排列）。顧名思義，這種幾何形狀的分子，其原子都位于四角。

許多化合物采用這種幾何形狀，過渡金屬復合物的例子尤其多。惰性氣體化合物XeF4采用了VSEPR理論所預測的這種結構。這種幾何結構在具有d8構型的過渡金屬配合物中很普遍，包括Rh(I)、Ir(I)、Pd(II)、Pt(II)和Au(III)。突出的例子包括抗癌藥物順鉑[PtCl2(NH3)2]和卡鉑。許多均相催化劑在靜止狀態下是方形平面的，如威爾金森催化劑和克拉布特里催化劑。其他例子包括Vaska的復合物和Zeise的鹽。某些配體（如卟啉）會穩定這種幾何形狀。

方形平面（D4h）過渡金屬配合物的一般d軌道分裂圖可以從一般的八面體（Oh）分裂圖中推導出來，其中dz2和dx2-y2軌道是退化的，能量比退化的dxy、dxz和dyz軌道組高。當兩個軸向配體被移除以產生一個方形平面的幾何形狀時，由于與z軸上的配體的電子-電子排斥不再存在，dz2軌道的能量被驅使降低。然而，對于純粹的σ-捐獻配體，由于dz2軌道的環形葉，dz2軌道的能量仍然高于dxy、dxz和dyz軌道。它在x軸和y軸上承擔著電子密度，因此與填充配體軌道相互作用。

dxy、dxz和dyz軌道通常表現為退行性的，但相對于點群D4h的不可還原代表來說，它們必須分成兩個不同的能級。它們的相對排序取決于特定復合物的性質。此外，與八面體配合物相比，d軌道的分裂受到π捐獻配體的干擾。在方形平面的情況下，強烈的π捐獻配體可以導致dxz和dyz軌道的能量高于dz2軌道，而在八面體的情況下，π捐獻配體只影響d軌道分裂的大小，軌道的相對排序是保守的。