其结构可以表示为HOSOOSOH。虽然过二硫酸分子中的硫的氧化态为+6，但因为该分子中还具有类似过氧根的结构，所以其表现出比硫酸根更高的氧化态。过二硫酸常态下为固体，加热熔化时易分解。过二硫酸的盐称为“过二硫酸盐”。过二硫酸易溶于水并具有吸水性，在热溶液中易发生水解，先后产生过一硫酸与过氧化氢。过二硫酸具有不稳定性，在室温下可以缓慢分解，放出氧气。过二硫酸具有强氧化性，能将氯离子等卤素离子氧化成卤素单质、氨氧化成氮气、将苯胺氧化成苯胺黑，与乙醇、乙醚等有机物作用会发生爆炸。过二硫酸的氧化性弱于过一硫酸。