Die Struktur eines Thiosulfat-Anions ist eine leicht verzerrte tetraedrische Form, bei der das Zentralatom Schwefel mit drei umgebenden Sauerstoffatomen und einem zweiten peripheren Schwefelatom ist. Das Ion ist einem Sulfation sehr ähnlich .
Thiosulfationen werden gebildet, wenn Sulfationen mit elementarem Schwefel wechselwirken oder wenn Sulfide teilweise oxidiert werden. Diese Reaktion erfordert viel Wärme und findet typischerweise nur in kochendem Wasser statt. Daher werden Thiosulfate typischerweise in und in der Nähe von heißen Quellen und Geysiren gefunden. Thiosulfat wird industriell als Reduktionsmittel verwendet und wird häufig in der Silberherstellung und in der Fotoverarbeitung verwendet.