El hidróxido de sodio está compuesto de iones de sodio (Na) e hidróxido (OH). El enlace entre estos iones es iónico. En un enlace iónico, los electrones se transfieren de un átomo a otro, creando un ion positivo y uno negativo. En el caso del hidróxido de sodio, el átomo de sodio pierde un electrón frente al átomo de oxígeno en el ion hidróxido. Esto crea un ion sodio (Na+) y un ion hidróxido (OH-). Luego, los iones de sodio y de hidróxido se mantienen unidos mediante fuerzas electrostáticas.

El enlace iónico del hidróxido de sodio es responsable de sus numerosas propiedades, como su alto punto de fusión, su solubilidad en agua y su capacidad para conducir electricidad.