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。

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度28分，而一组氧硫键的键长约为1点44。

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。