Ein Hydronium-Ion entsteht, wenn ein positiv geladenes Wasserstoff-Ion über eine koordinative kovalente Bindung an ein Wassermolekül bindet. Bei dieser koordinativen kovalenten Bindung nutzt der Sauerstoff des Wassermoleküls seine beiden Elektronen für die Anleihe. Das Wasserstoffion hat keine Elektronen beizutragen.
Da dem Hydronium-Ion ein Elektron fehlt, behält es die positive Ladung des Wasserstoff-Ions. Es bildet ein Molekül, das die Form einer trigonalen Pyramide hat. Das Vorhandensein eines Hydroniumions ist eines der Erkennungsmerkmale einer Säure. Jede in Wasser gelöste Säure produziert Hydroniumionen.