L'idrossido di sodio è composto da ioni sodio (Na) e idrossido (OH). Il legame tra questi ioni è ionico. In un legame ionico, gli elettroni vengono trasferiti da un atomo all’altro, creando uno ione positivo e uno negativo. Nel caso dell'idrossido di sodio, l'atomo di sodio cede un elettrone all'atomo di ossigeno nello ione idrossido. Questo crea uno ione sodio (Na+) e uno ione idrossido (OH-). Gli ioni sodio e idrossido vengono quindi tenuti insieme da forze elettrostatiche.

Il legame ionico nell'idrossido di sodio è responsabile delle sue numerose proprietà, come l'elevato punto di fusione, la solubilità in acqua e la capacità di condurre elettricità.