XeO2 mempunyai struktur dilanjutkan (berantai atau berangkaian) di mana xenon and oksigen masing-masing mempunyai nombor koordinasi dua dan empat. Geometri pada xenon ialah segi empat sama planar, seperti mana yang dikatakan dalam teori VSEPR untuk empat ligand dan dua pasangan tunggal (atau AX4E2 dalam notasi teori VSEPR).

Tambahan lagi, kewujudan sebatian ini telah diramalkan melalui kaedah kimia kuantum ab initio beberapa tahun sebelumnya oleh Pyykkö dan Tamm, tetapi kedua-duanya tidak pernah mengambil kira struktur dilanjutkan.[3]