Uma molécula de água pode ser ligada a um íon sulfato por meio de ligações de hidrogênio. A ligação de hidrogênio é um tipo de ligação não covalente que ocorre quando um átomo de hidrogênio ligado covalentemente a um átomo altamente eletronegativo (como oxigênio, nitrogênio ou flúor) interage com outro átomo eletronegativo. No caso de uma molécula de água e um íon sulfato, os átomos de hidrogênio da molécula de água podem formar ligações de hidrogênio com os átomos de oxigênio do íon sulfato.

A ligação de hidrogênio entre moléculas de água e íons sulfato pode ter implicações importantes para a estrutura e propriedades dos materiais. Por exemplo, no gesso mineral (CaSO4·2H2O), as moléculas de água estão ligadas por ligações de hidrogênio aos íons sulfato, o que ajuda a manter a estrutura cristalina unida. Além disso, as ligações de hidrogênio entre as moléculas de água e os íons sulfato podem afetar a solubilidade dos sais de sulfato na água.