具体的说是氧的2s轨道和3个2p轨道简并形成4个sp³轨道，其中2个用于容纳孤对电子，剩下两个的其中一个与H的1s轨道成σ键，另一个与另一个O的sp³轨道成σ键。这一解释可以与过氧化氢的分子结构较好吻合。

虽然∠H-O-O键角与sp³的轨道夹角109.5°有较大偏差，但是一般情况下仍然认为它属于sp³杂化。（毕竟膦的键角只有93.5°也并不妨碍我们认为它是sp³杂化。）