可逆。二氧化硫與氧氣反應的化學方程式爲2SO2+O2=2SO3，條件爲催化劑、加熱，屬於可逆反應。二氧化硫與氧氣反應通常用在工業中制三氧化硫，催化劑通常爲V2O5。
在常溫下，潮溼的二氧化硫與硫化氫反應析出硫。在高溫及催化劑存在的條件下，可被氫還原成爲硫化氫，被一氧化碳還原成硫。強氧化劑可將二氧化硫氧化成三氧化硫，僅在催化劑存在時，氧氣才能使二氧化硫氧化爲三氧化硫。具有自燃性，無助燃性。液態二氧化硫能溶解如胺、醚、醇、苯酚、有機酸、芳香烴等有機化合物，多數飽和烴不能溶解。有一定的水溶性，與水及水蒸氣作用生成有毒及腐蝕性蒸氣。
