Trójtlenek siarki ma trójkątną geometrię planarnego elektronu, według Davida Rotha z Tutoring & Pomoc w pracy domowej. SO3 ma centralny atom siarki i trzy otaczające go tlenki, w sumie 24 elektrony walencyjne. Dwa tlenki tworzą pojedyncze wiązania z siarką, a jedna tworzy wiązanie podwójne.
Centralny atom siarki SO3 ma stan utlenienia +6 i formalny ładunek +2. W związku SO3 trzy atomy tlenu są umieszczone w rogach trójkąta, wszystkie w jednej trójwymiarowej płaszczyźnie. Kąty wiązania między wszystkimi atomami tlenu wynoszą 120 stopni. SO3 jest centrosemetryczne i nie ma dipola elektrycznego.
