Struktura Lewisa dla jonu azotanowego ma atom azotu w centrum, z trzema atomami tlenu otaczającymi azot. Istnieje jedno podwójne wiązanie azot-tlen i dwa pojedyncze wiązania azot-tlen. Atom azotu nie ma wolnych par elektronów.
Dwuniciowy atom tlenu ma dwie wolne pary elektronów wypełniających swój oktet. Pozostałe pojedyncze atomy tlenu mają trzy otaczające je samotne pary elektronów. Jona azotanowa ma trzy struktury rezonansowe. W każdej strukturze rezonansowej azot tworzy podwójne wiązanie z jednym z trzech otaczających atomów tlenu. Atom tlenu, z którym wiąże się azot, jest różny w każdej strukturze rezonansowej.
