Schwefeltrioxid hat laut David Roth von Tutoring & Homework Help eine trigonal-planare Elektronengeometrie. SO3 hat ein zentrales Schwefelatom und drei umgebende Sauerstoffatome mit insgesamt 24 Valenzelektronen. Zwei Sauerstoffe bilden mit Schwefel Einfachbindungen, während einer eine Doppelbindung bildet.
Das zentrale Schwefelatom von SO3 hat eine Oxidationsstufe von +6 und eine formale Ladung von +2. In einer SO3-Verbindung befinden sich drei Sauerstoffatome an den Ecken eines Dreiecks, alle in einer dreidimensionalen Ebene. Der Bindungswinkel zwischen allen Sauerstoffen beträgt 120 Grad. SO3 ist zentrosemetrisch und hat keinen elektrischen Dipol.