В молекуле серной кислоты связи H—O и O—S являются ковалентными.
Из этих связей более полярной является связь H—O. Это связано с тем, что кислород имеет более высокую электроотрицательность по сравнению с серой, что приводит к более значительному смещению электронной плотности в сторону кислорода и образованию частичного отрицательного заряда на кислороде и частичного положительного на водороде. В случае связи O—S разница в электроотрицательностях меньше, поэтому связь менее полярна.