Trigonálně pyramidální molekulová geometrie je molekulová geometrie, při které se jeden atom nachází ve vrcholu a tři vytváří podstavu čtyřstěnu. Pokud jsou všechny tři atomy v podstavě stejné, pak má molekula bodovou grupuC3v. K molekulám a iontům s touto geometrií patří například pniktogenovodíky (XH3), oxid xenonový (XeO3), a chloristanový (ClO− 3) a siřičitanový ion (SO2− 3). Organické molekuly s trigonálně pyramidální geometrií se popisují jako sp3-hybridizované. Podle metody AXE se trigonálně pyramidální molekuly označují jako AX3E1.