Thiol và rượu có cấu trúc phân tử tương tự. Khác biệt chính là kích thước của chalcogenua, với chiều dài liên kết C–S khoảng 180 picomet. Góc C–S–H gần 90°. Trong các chất lỏng, liên kết hydro giữa các nhóm thiol riêng lẻ là yếu, và lực liên kết chủ yếu là các tương tác van der Waals giữa các trung tâm sulfur hóa trị hai phân cực cao.

Do chênh lệch độ âm điện giữa lưu huỳnh và hydro nhỏ hơn chênh lệch độ âm điện của oxy với hydro, nên liên kết S–H ít phân cực hơn so với nhóm hydroxyl. Các thiol có mômen lưỡng cực thấp hơn so với rượu tương ứng.