二氧化硫的杂化类型为sp²杂化(孤对电子数为1对),空间构型为V型。pH:2/3的二氧化硫溶于水生成亚硫酸(H2SO3),溶液的pH值变成2或3。25℃时二氧化硫在空气中的扩散系数:1.15*e-5(m²/s)。
在常温下,潮湿的二氧化硫与硫化氢反应析出硫。在高温及催化剂存在的条件下,可被氢还原成为硫化氢,被一氧化碳还原成硫。
强氧化剂可将二氧化硫氧化成三氧化硫,仅在催化剂存在时,氧气才能使二氧化硫氧化为三氧化硫。具有自燃性,无助燃性。
液态二氧化硫能溶解如胺、醚、醇、苯酚、有机酸、芳香烃等有机化合物,多数饱和烃不能溶解。有一定的水溶性,与水及水蒸气作用生成有毒及腐蚀性蒸气。