No H3O+, o átomo central é o oxigênio. O oxigênio tem seis elétrons de valência e, no H3O+, forma três ligações covalentes com átomos de hidrogênio e carrega uma carga positiva. A hibridização do átomo de oxigênio em H3O+ pode ser determinada usando a teoria de repulsão de pares de elétrons da camada de valência (VSEPR).

De acordo com a teoria VSEPR, os pares de elétrons em torno de um átomo central se organizarão de uma forma que minimize a repulsão elétron-elétron. No H3O+, o átomo de oxigênio possui quatro pares de elétrons:três pares ligantes e um par isolado. Os três pares de ligação estão dispostos em uma geometria trigonal planar, enquanto o par solitário ocupa uma posição equatorial.

A hibridização do átomo de oxigênio em H3O+ é ​​sp3. Isso significa que o átomo de oxigênio usa um orbital s e três orbitais p para formar quatro orbitais híbridos equivalentes. Os orbitais híbridos são então usados ​​para formar as três ligações covalentes com átomos de hidrogênio. O par solitário de elétrons ocupa um dos orbitais híbridos sp3, que está orientado para longe dos pares de ligação.

A hibridização sp3 do átomo de oxigênio em H3O+ resulta em uma geometria de par de elétrons tetraédrica. O ângulo de ligação entre as ligações O-H é de 109,5 graus.