硫酸根是一個硫原子和四個氧原子通過共價鍵連接形成的四面體結構,硫原子以sp3雜化軌道成鍵,硫原子位于四面體的中心位置上,而四個氧原子則位于它的四個頂點,一組S-O-S鍵的鍵角為109°28',S-O鍵的鍵長為1.49pm。因硫酸根得到兩個電子才形成穩定的結構,因此帶負電,且很容易與金屬離子或銨根結合,產生離子鍵而穩定下來。
硫酸根離子的結構說法不一。根據高等教育出版社出版的《無機化學》(第四版)下冊p503-505,“SO?2?離子呈正四面體結構,其中S-O鍵鍵長為149pm,有很大程度的雙鍵性質。4個氧原子與硫原子之間的鍵完全一樣。”
硫酸根遇高溫會分解為二氧化硫和氧。因此煤在燃燒前都要經過總硫含量測定,以減少有害氣體的排放。
一般硫酸鹽都易溶于水。硫酸銀略溶,堿土金屬(除Be、Mg外)和鉛的硫酸鹽微溶。可溶性硫酸鹽從溶液中析出的晶體常常帶有結晶水如CuSO?·5H?O、FeSO?·7H?O等。除堿金屬和堿土金屬外,其他硫酸鹽都有不同程度的水解作用。