La configuración de la capa de valencia del fósforo es 3s² 3p³, por lo que la valencia 3 de este elemento está justificada sin necesidad de promover ningún electrón.

Las medidas de los ángulos de enlace dan valores de 93º, aproximadamente. bastante semejantes a los que corresponderían a los enlaces entre orbitales p del fósforo y el orbital s del hidrógeno, de forma que no es preciso tomar en consideración ningún tipo de hibridación para este compuesto.  La diferencia entre el ángulo teórico de 90º  y el obtenido experimentalmente (93º) se debe a la repulsión que ejerce el par de electrones no enlazantes  sobre los pares de eletrones enlazados.

A continuación puede verse una animación del modelo de la molécula de PH₃, realizada mediante el programa Jmol. Para ver esta animación, pulse sobre el siguiente botón.