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  SO是一個V型的分子,其對稱點群為C。硫原子的氧化態為+4,形式電荷為0,被5個電子對包圍著,因此可以描述為超價分子。從分子軌道理論的觀點來看,可以認為這些價電子大部分都參與形成S-O鍵。  SO中的S-O鍵長(143.1 pm)要比一氧化硫中的S-O鍵長(148.1 pm)短,而O中的O-O鍵長(127.8 pm)則比氧氣O中的O-O鍵長(120.7 pm)長。SO的平均鍵能(548 kJ mol)要大於SO的平均鍵能(524 kJ mol),而O的平均鍵能(297 kJ mol)則小於O的平均鍵能(490 kJ mol)。這些證據使化學家得出結論:二氧化硫中的S-O鍵的鍵級至少為2,與臭氧中的O-O鍵不同,臭氧中的O-O鍵的鍵級為1.5

  

  SO是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。可以與水作用得到二氧化硫水溶液,即“亞硫酸”(中強酸),但真正的亞硫酸分子從未在溶液中觀測到。  與鹼反應形成亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽。以與氫氧化鈉的反應為例,產物是亞硫酸鈉還是亞硫酸氫鈉,取決於二者的用量關係。  這也是二氧化硫能使澄清石灰水變渾濁的原因:  與鹼性氧化物反應生成鹽。

  SO中的硫元素的化合價為+4價,為中間價態,既可升高,也可下降。所以SO既有氧化性,又有還原性,但以還原性為主。  SO的還原性較強,可被多種氧化劑(如 O、Cl、Br、HNO、KMnO等)氧化。  SO也有一定的氧化性,如: 工業上可以用此反應制造高純度硫磺。

  

  由於二氧化硫的抗菌性質,它有時用作乾果、醃漬蔬菜、與經加工處理的肉製品(如香腸及漢堡肉)等不同種類的食物中。用來保持水果的外表,或防止食物腐爛。二氧化硫的存在,可以使水果有一種特殊的化學味道、及保持新鮮的外觀。

  二氧化硫是釀酒時非常有用的化合物,它的E編碼為E220。它甚至在所謂的“無硫的”酒中也存在,濃度可達每升10毫克。它作為抗生素和抗氧化劑,防止酒遭到細菌的損壞和氧化。它也幫助把揮發性酸度保持在想要的程度。酒的標籤上之所以有“含有亞硫酸鹽”等字句,就是因為二氧化硫。根據美國和歐盟的法律,如果酒的SO濃度低於10ppm,則不需要標示“含有亞硫酸鹽”。酒中允許的SO濃度的上限在美國為350ppm,而在歐盟,紅酒為160ppm,白酒為210ppm。如果SO的濃度很低,那麼便很難探測到,但當濃度大於50ppm時,用鼻子就能聞出SO的氣味,用舌頭也能品嚐出來。  SO還是釀酒廠衛生的很重要的要素。釀酒廠和裝置必須保持十分清潔,且因為漂白劑不能用於釀酒廠中,SO、水和檸檬酸的混合物通常用來清潔水管、水槽和其它裝置,以保持清潔和沒有細菌。

  二氧化硫還是一個很好的還原劑。在水的存在下,二氧化硫可以使物質褪色。特別地,它是紙張和衣物的有用的漂白劑。這個漂白作用通常不能持續很久。空氣中的氧氣把被還原的染料重新氧化,使顏色恢復。  可以下列化學方程式表示: HSO + 染料 → HSO + (染料 - O )  因為空氣提供氧氣給予染料,染料被馬上氧化,顯示原來的顏色,這就是漂白作用通常不能持續很久的原因。  可以下列化學方程式表示: 2 (染料 - O ) + O → 2染料  中學實驗室中用鹼性品紅溶液檢測二氧化硫的存在。二氧化硫可以使品紅試液褪色,從而說明二氧化硫使有機物漂白的性質;而褪色後的溶液經過加熱,又恢復為紅色,從而說明了二氧化硫漂白的原理是與有機物生成了“加合物”,而此類加合物不穩定,加熱時便分解,又放出二氧化硫。一個相關的化學鑑定方法稱為希夫法(Schiff法),是用亞硫酸氫鈉與品紅或副品紅髮生加成,再用二氧化硫脫色。如果得到的溶液(希夫試劑)與待檢試液作用生成粉紅色或紫色,則可以證明待檢試液中醛類的存在。目前該反應的機理一般認為是下圖所示的機理:

  二氧化硫還用來製備硫酸,首先轉化成三氧化硫,然後再轉化成發煙硫酸,最後轉化成硫酸。這個過程中的二氧化硫是含硫礦物與氧氣反應產生的。把二氧化硫轉化成硫酸的過程,稱為接觸法。

  由於二氧化硫容易液化,且汽化熱很大,因此適合作為製冷劑。在氟利昂的發展之前,二氧化硫就曾經用作家用冰箱的製冷劑。

  液態二氧化硫是萬用的惰性溶劑,廣泛用於溶解強氧化性鹽。它會發生自偶電離生成SO和SO。  它有時也用作有機合成中磺醯基的來源,把芳基重氮鹽用二氧化硫處理,便可獲得對應的芳基磺醯氯。

  在城市的汙水處理中,二氧化硫用來處理排放前的氯化汙水。二氧化硫與氯氣反應,氯氣被還原,生成Cl。

  根據美國國家環保局,下面的表格列出了美國每年排放的二氧化硫,單位為英噸: 主要由於美國環境保護機構的酸雨計劃,美國在1983年和2002年期間的二氧化硫排放量減少了33%。這是由於煙氣脫硫,一種可以讓SO不從發電廠排放出去的技術。特別地,氧化鈣與二氧化硫反應,生成亞硫酸鈣: 然後CaSO再被空氣氧化成CaSO(石膏)。大部分在歐洲出售的石膏都是來自煙氣脫硫。  到2006年為止,中國是世界上二氧化硫排放量最大的國家,2005年的排放量估計為25.49百萬噸。自從2000年以來,排放量增加了27%,差不多與美國在1980年的排放量相等。  2003年,一座伊拉克的硫廠發生了災難,大量二氧化硫被排放到大氣中。

  二氧化硫具有酸性,可與空氣中的其他物質反應,生成微小的亞硫酸鹽和硫酸鹽顆粒。當這些顆粒被吸入時,它們將聚集於肺部,是呼吸系統症狀和疾病、呼吸困難,以及過早死亡的一個原因。如果與水混合,再與面板接觸,便有可能發生凍傷。與眼睛接觸時,會造成紅腫和疼痛。
二氧化硫,(英語:sulphur dioxide, sulfur dioxide)化學式是SO。是最常見的硫氧化物。無色氣體,有強烈刺激性氣味。大氣主要汙染物之一。火山爆發時會噴出該氣體,在許多工業過程中也會產生二氧化硫。由於煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃燒時會生成二氧化硫。當二氧化硫溶於水中,會形成亞硫酸(酸雨的主要成分)。若把SO進一步氧化,通常在催化劑如二氧化氮的存在下,便會生成硫酸。這就是對使用這些燃料作為能源的環境效果的擔心的原因之一。