二硫化碳的中心原子是碳原子，碳原子最外層電子排布是2s²、2p²，有一個s電子激發到p亞層，然後形成sp雜化軌道，兩個sp雜化軌道分別和兩個硫原子的2p電子形成σ鍵，由於中心原子價層電子對數目等於2(計算附後)，所以這兩個σ鍵是直線形的。碳原子還有兩個2p電子分別和兩個硫原子的2p電子形成兩個π鍵，也就是大π鍵。
計算公式:
中心原子價層電子對數目=σ鍵電子對+中心原子上的孤對電子數目
中心原子價層電子對數目=2+(4－2×2)/2
=2
極性鍵結構簡式：S=C=S （與CO2類似）由於是不同元素間形成的共價鍵，所以是極性鍵，但由於CS2是直線型分子，所以CS2分子是非極性的.
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