硫酸根离子的空间构型是正四面体，Ssp3杂化，硫原子位于正四面体的中心点上，四个氧原子位于正四面体的四个顶点上。

硫酸根与金属钡离子结合会产生硫酸钡白色沉淀，但有许多不溶性钡盐也为白色，但他们多溶于酸，而硫酸钡不溶于酸。因此检验硫酸根离子时，通常先使用盐酸使实验环境酸化，排除碳酸根的干扰，然后加入钡盐，如氯化钡，以此确定液体是否含有硫酸根离子。