Die Lewis-Struktur von XeH4 besteht aus einem einzelnen Xenon-Atom im Zentrum des Moleküls, das von vier Wasserstoffatomen umgeben ist. Jeder Wasserstoffatom hat eine vollständige Hülle aus zwei Valenzelektronen, so dass insgesamt 12 . übrig bleiben an das Xenon-Atom zu binden.
Die Lewis-Struktur von XeH4 ist unter Molekülen ungewöhnlich, da das Xenon-Atom in seinem Zentrum mehr als die acht Valenzelektronen der meisten Elemente seiner Periode trägt. Die zusätzliche Transportkapazität von Xenon ermöglicht eine stabile Platzierung der zusätzlichen vier Elektronen um das Zentralatom des Moleküls, ohne die formalen Ladungen der Struktur zu stören.
