H3O+ har form som en pyramide med tre like lange O-H-bindinger. Det inneholder like mange elektroner som ammoniakk-molekylet som har samme form.
Hydratet av saltsyre består i fast form av oksoniumioner og kloridioner. I vann danner oksoniumionet hydrogenbindinger til vannmolekyler i nærheten. Hydrogenionet (H+, altså et proton) hopper derfor lett fra oksoniumionet langs hydrogenbindingen til et vannmolekyl i nærheten. Derfor diffunderer H+-ionene (protonene) mye fortere enn de andre ionene i vannet.