In FeSO₄, l'atomo di ferro (Fe) perde due elettroni per formare il catione Fe²⁺, mentre il gruppo solfato (SO₄²⁻) guadagna due elettroni per formare l'anione solfato. L'attrazione elettrostatica tra gli ioni ferro caricati positivamente e gli ioni solfato caricati negativamente tiene insieme il composto.

La natura ionica del FeSO₄ può essere confermata da varie proprietà come l'elevato punto di fusione e di ebollizione, la solubilità in acqua e la capacità di condurre elettricità allo stato fuso o in soluzione acquosa.