氣態的SO3是一種具有D3h對稱的平面正三角形分子，這與價層電子對互斥理論（VSEPR）所預測的結論是一致的。
三氧化硫中，硫元素的化合價為+6，分子為非極性分子。
SO3分子中的S已經達到+6價，所有的電子都參與成鍵，沒有孤對電子，不需要給孤對電子留出空間了，所以它是很對稱的平面正三角形。
與二氧化硫一樣都是硫的氧化物。
