跟二氧化硫相类似的，三氧化硫也是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，它与水反应生成硫酸，所以我们也把它称为“硫酐”。
在三氧化硫里最重要的性质就是它与水的反应，因为它与水反应生成硫酸，这是工业上制备硫酸的其中一步。SO3 H2O==H2SO4
在与水反应时，同时放出大量的热，甚至会使水沸腾，所以一般不用水来吸收三氧化硫，而是用98.3的浓硫酸来吸收三氧化硫，浓硫酸里还有少量的水可以继续吸收三氧化硫。三氧化硫在气态时是单体，分子形状呈平面三角形，硫原子居中，键角120°，S—O键长1.43×10-10m，显然具有双键的特征(S—O单键长约为1.55×10-10m)，在其中硫原子是sp2杂化态的。
在液态的时候，单体和三聚体(SO3)3呈平衡状态： 温度愈高，三聚体愈少。
固态三氧化硫主要以两种形态存在，一种是纤维状的(SO3)n，另一种是冰状结构的三聚体(SO3)3。三氧化硫又称硫酸酐，硫的高价氧化物,硫酸工业的产品之一。常压和室温下为无色液体，沸点44.8℃。在大气中强烈发烟，形成难以沉降的硫酸雾。与水发生异常剧烈的反应，生成硫酸，并伴有酸雾，同时释出大量热。三氧化硫溶解于 100％硫酸中生成发烟硫酸。固态三氧化硫有熔点分别为16.86℃、30.4℃与 62.2℃的三种形态，后两者为高分子量的三氧化硫聚合物，前者则为单分子体与三聚体的混合物。降低温度、存在微量水或硫酸时能促进液态三氧化硫的聚合。当熔化聚合态三氧化硫时，因在熔化前已产生较高蒸气压，有可能发生爆炸。参见工业硫酸、液体二氧化硫。在空气中三氧化硫的最高容许浓度为1 mg/m³。无色透明油状液体，具有强刺激性臭味。用于制硫酸、氯磺酸、氨基磺酸、硫酸二甲酯、洗涤剂及用作有机合成磺化剂

三氧化硫主要用于有机化合物的磺化及硫酸盐化方面。在表面活性剂和离子交换树脂生产中广泛用作反应剂。也用于磺胺的合成。用于染料中间体的生产，石油润滑馏分的精制。

用于有机合成、制氯磺酸及硫酸发烟硫酸法将硫黄(或硫铁矿或其他含硫物质)与干燥空气在焚硫炉内燃烧，生成高浓度二氧化硫气体，经催化氧化生成三氧化硫，用硫酸吸收制得发烟硫酸，再经蒸馏得到三氧化硫气体，经冷却、压缩液化，制得液体三氧化硫成品。其
S2+2O2→2SO2
2SO2+O2→2SO3腐蚀物品中毒吸入-人 TCL0: 30 毫克/立方米; 吸入-豚鼠 LC50: 50 毫克/立方米遇水产生高热爆炸遇有机物可燃库房通风低温干燥; 与有机物、还原物、易燃物分开存放干砂、二氧化碳TWA 1 毫克/立方米; STEL 2 毫克/立方米