Молекула О2 имеет тип гибридизации sp^2. Это связано с тем, что в молекуле О2 углеродные атомы образуют двойную связь, а для образования двойной связи необходимо три гибридизированных орбиталя.

Пространственная конфигурация молекулы О2 является линейной. Двойная связь между атомами кислорода ориентирована прямо между ними, что приводит к тому, что молекула линейная.