Enligt VSEPR-teorin kommer elektronparen runt en central atom att ordna sig på ett sätt som minimerar elektron-elektronrepulsion. I H3O+ har syreatomen fyra elektronpar:tre bindningspar och ett ensamt par. De tre bindande paren är arrangerade i en trigonal plan geometri, medan det ensamma paret upptar en ekvatorial position.
Hybridiseringen av syreatomen i H3O+ är sp3. Det betyder att syreatomen använder en s orbitaler och tre p orbitaler för att bilda fyra ekvivalenta hybridorbitaler. Hybridorbitalerna används sedan för att bilda de tre kovalenta bindningarna med väteatomer. Det ensamma elektronparet upptar en av sp3-hybridorbitalerna, som är orienterad bort från bindningsparen.
Sp3-hybridiseringen av syreatomen i H3O+ resulterar i en tetraedrisk elektronpargeometri. Bindningsvinkeln mellan O-H-bindningarna är 109,5 grader.
