檢驗硫酸根離子的方法是：先加過量稀鹽酸，後加氯化鋇，現象是加稀鹽酸無明顯現象，加入氯化鋇後有白色沉澱生成。加入稀鹽酸是為了排除碳酸根離子的干擾，因為氯化鋇和碳酸根離子反應也會生成白色沉澱。
硫酸根離子是一個硫原子和四個氧原子通過共價鍵連線形成的四面體結構，硫原子以sp3雜化軌道成鍵，硫原子位於四面體的中心位置上，而四個氧原子則位於它的四個頂點，一組S-O-S鍵的鍵角為109°28'，S-O鍵的鍵長為1.49pm。因硫酸根得到兩個電子才形成穩定的結構，因此帶負電，且很容易與金屬離子或銨根結合，產生離子鍵而穩定下來。
