硫酸根中硫原子以sp3杂化轨道成键、离子中存在4个σ键,离子为四面体形（不是正四面体但接近正四面体,所以下面的键长键角也用“约”字,因为四个键的参数都不一样）. 　　硫酸根是一个硫原子和四个氧原子通过共价键连接形成的四面体结构,硫原子位于四面体的中心位置上,而四个氧原子则位于它的四个顶点,一组氧-硫-氧键的键角约为109°28',而一组氧-硫键的键长约为1.44埃.因硫酸根得到两个电子才形成稳定的结构,因此带负电,且很容易与金属离子或铵根结合,产生离子键而稳定下来.很多说法称硫酸根是正四面体构型,其实这是错误的.硫酸根中氧原子的孤对电子和硫的3d轨道有d-pπ共轭效应,并非想象中的那么简单（可能需要注意五组d轨道的形状本来就是有差别的）.硫酸根的结构至今在化学界没有定论,无法用一个单一的理论解释.