是由一个单一的磷氧四面体构成的在分子中P原子是sp3杂化的，3个杂化轨道与氧原子间形成3个σ键，另一个P—O键是由一个从磷到氧的σ配键和两个由氧到磷的d-p配键组成的。σ配键是磷原子上的一对孤对电子向氧原子的空轨道配位而形成。d←p配键是氧原子的p_y、p_z轨道上的两对孤对电子和磷原子的d_xz、d_yz空轨道重叠而成。由于磷原子3d能级比氧原子的2p能级能量高很多，组成的分子轨道不是很有效的，所以P—O键从数目上来看是三重键，但从键能和键长来看是介于单键和双键之间。纯H₃PO₄和它的晶体水合物中都有氢键存在，这可能是浓溶液之所以粘稠的原因

熔点：42℃

沸点：261℃（分解受热逐渐脱水，因此没有自身的沸点）

市售是含85%H₃PO₄的粘稠状浓溶液。从浓溶液中结晶，则形成半水合物2H₃PO₄·H₂O（熔点302.3K）。

结（冰）晶点：

属于中强酸，其结晶点（冰点）为21℃，当低于此温度时会析出半水物结（冰）晶。当然，通常在10℃以上甚至更低温度下也不结（冰）晶，这是由于具有过冷的特性，也就是实际上市售的在低于21℃时会偏离其结（冰）晶点，不会立即结（冰）晶的现象存在。但这样的低温只要维持一段时间，在静止的状态下很容易产生结（冰）晶。