In H3O+ is het centrale atoom zuurstof. Zuurstof heeft zes valentie-elektronen en vormt in H3O+ drie covalente bindingen met waterstofatomen en heeft een positieve lading. De hybridisatie van het zuurstofatoom in H3O+ kan worden bepaald met behulp van de Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR)-theorie.

Volgens de VSEPR-theorie zullen de elektronenparen rond een centraal atoom zichzelf zodanig rangschikken dat de elektron-elektronenafstoting wordt geminimaliseerd. In H3O+ heeft het zuurstofatoom vier elektronenparen:drie bindingsparen en één alleenstaand paar. De drie bindingsparen zijn gerangschikt in een trigonale vlakke geometrie, terwijl het enige paar een equatoriale positie inneemt.

De hybridisatie van het zuurstofatoom in H3O+ is sp3. Dit betekent dat het zuurstofatoom één orbitaal en drie p-orbitalen gebruikt om vier gelijkwaardige hybride orbitalen te vormen. De hybride orbitalen worden vervolgens gebruikt om de drie covalente bindingen met waterstofatomen te vormen. Het eenzame elektronenpaar bezet een van de sp3-hybride orbitalen, die van de bindingsparen af ​​is georiënteerd.

De sp3-hybridisatie van het zuurstofatoom in H3O+ resulteert in een tetraëdrische elektronenpaargeometrie. De bindingshoek tussen de O-H-bindingen is 109,5 graden.