个硼原子均采取 sp 杂化，4个杂化轨道中有3个单电子轨道和一个空轨道。上方氢原子的有1个电子的 1s 轨道与两个硼原子的共含1个电子的两个 sp 杂化轨道三者互相成键。这种键称为三中心二电子键，同时由于其类似一座桥，故称为氢桥键。1976年，威廉·利普斯科姆因为硼烷结构的研究得到诺贝尔化学奖。
分子结构.在1970年代早期，科学家发现硼烷的几何构形存在某些共同点，这些硼原子簇多数都为完整的三角多面体（deltahedron）及缺少一个或多个顶点的三角多面体结构。已发现的三角形