四氧化氙在高于−35.9 °C时自发分解为氙和氧气：其他含+8氧化态的氙的化合物是XeOF和XeOF，可被质谱检测到，由四氧化氙与六氟化氙反应得到。
合成.四氧化氙的所有合成路线都以高氙酸盐作起始原料。高氙酸盐可由氙酸盐的歧化反应或用臭氧氧化氙酸盐得到：高氙酸盐与硫酸反应生成不稳定的高氙酸。高氙酸脱水得到四氧化氙：高氙酸缓慢分解生成氙酸、氧气和水：