二硒化钨是一种黑色或灰色的固体粉末，摩尔质量为341.76g/mol，晶体为六方层状结构，密度为9.32g/cm3，热传导性能较差。其热传导率约是热传导性能较好的钻石的十万分之一。此外，硒化钨（WSe2）带隙处于宽隙半导体与零带隙石墨烯之间，具有优良的电学、光学性能以及高量子产率。

二硒化钨（硒化钨）是分子式为WSe2的无机化合物，二硒化钨有类似二硫化钼的六角形结构，每一个钨原子都和六个硒共价键结，是以三棱镜的配位方式键结，每一个硒则是以角锥状的组态和三个钨键结。钨和硒之间的键长为2.526 Å，硒和硒之间的键长为3.34 Å。各层之间是以范德华力结合。 

钨与化学计量的硒粉在真空密封石英管中于600～700℃反应可得二硒化钨WSe2。