硫酸反应，生成硫酸铈（Ⅳ）：二氧化铈在高温会和一氧化碳发生氧化还原反应，生成三氧化二铈：二氧化铈可以氧化盐酸，生成氯气：二氧化铈也可以和碘化钾与盐酸反应，其产物为三氯化铈、碘单质、氯化钾和水。
制备.二氧化铈可由三氧化二铈氧化而制得：
应用.二氧化铈是很好的催化剂，它可以除去汽车尾气中的氮氧化物和一氧化碳。