Nguyên tử oxy trong phân tử H2O được lai hóa sp3. Điều này là do khi oxy liên kết với hai phân tử, giống như nó ở trong nước, ba obitan 2p và obitan 2s kết hợp với nhau để tạo ra bốn các obitan lai hóa sp3.
Để tạo ra nước, nguyên tử oxy tạo liên kết cộng hóa trị với mỗi nguyên tử hydro. Liên kết cộng hóa trị là khi hai nguyên tử chia sẻ các electron để tạo thành một liên kết bền vững. Các cặp electron khác của oxy đi vào các obitan không liên kết. Các cặp electron không liên kết vẫn chiếm không gian và tác dụng lực lên các obitan khác, do đó, thay vì đồng phẳng, góc liên kết hydro-oxy-hydro trong nước là 105 độ. Hình học liên kết này được gọi là tứ diện méo.
