在673K、1atm下，三氧化硫略有分解并达到平衡（三氧化硫含量99.2%），较低的温度与较高的压力有利于三氧化硫的稳定。但1173K时，三氧化硫完全分解。
结构.
气态构型.气态的SO是一种具有D对称的平面正三角形分子，含有一个离域的formula_1键。这与价层电子对互斥理论（VSEPR）所预测的结论是一致的。 三氧化硫中，硫的化合价为+6，分子为非极性分子。
固态结构.天然的SO固体有一种令人惊讶的、因痕量水导致结构改变的