三氧化硫是一种无色易升华的固体，有三种物相。（高中化学一般认为其在通常情况下是液体，标准情况下是固体，加热后是气体。）溶于水，并跟水反应生成硫酸和放出大量的热。溶于浓硫酸而成 发烟硫酸，它是酸性氧化物，可和碱性氧化物反应生成盐。三氧化硫是强的氧化剂，只能在高温时氧化硫、磷、铁、锌以及溴化物、碘化物等。
