Kalciumoxid klassificeras som en jonisk förening. Det bildas när kalcium, som är en metall, förlorar elektroner till syre, som är en icke-metall. Den resulterande föreningen är sammansatt av positivt laddade kalciumjoner (Ca2+) och negativt laddade oxidjoner (O2-). Dessa joner hålls samman av starka elektrostatiska krafter, vilket resulterar i jonbindningen. Den joniska naturen hos kalciumoxid stöds ytterligare av dess egenskaper såsom dess höga smältpunkt, dess sprödhet och dess förmåga att leda elektricitet när den löses i vatten eller smälts.