甲醛分子的立体构型为平面三角形。碳原子采取sp²杂化轨道，形成三个σ键，其中一个是和氧形成一个σ键。这三个键在同一平面上。碳原子的一个p轨道和氧的一个p轨道彼此重叠起来形成一个π键，与三个σ键所成的平面垂直。键角∠HCH=111.5°，∠HCO=121.8°。键长：碳氢键：120.3pm、碳氧双键：110pm。偶极矩7.56×10⁻³ºC·m。