A estrutura de Lewis de XeH4 consiste em um único átomo de xenônio no centro da molécula, rodeado por quatro hidrogênios. Cada hidrogênio tem uma camada completa de dois elétrons de valência, deixando um restante total de 12 para anexar ao átomo de xenônio.
A estrutura de Lewis de XeH4 é incomum entre as moléculas, pois o átomo de xenônio em seu centro suporta mais do que os oito elétrons de valência da maioria dos elementos em seu período. A capacidade de carga extra do xenônio permite uma colocação estável dos quatro elétrons extras ao redor do átomo central da molécula sem perturbar as cargas formais da estrutura.
