二酸化硫黄は呼吸器を刺激し、せき、気管支喘息、気管支炎などの障害を引き起こす。0.5 ppm 以上でにおいを感じ、30-40 ppm 以上で呼吸困難を引き起こし、100 ppm の濃度下に50〜70分以上留まると危険。400 ppm 以上の場合、数分で生命に危険が及ぶ。500 ppm を超えると嗅覚が冒され、むしろ臭気を感じなくなる。高濃度の地域に短時間いるよりも、低濃度地域に長時間いる場合の被害のほうが多い。代表的な例として、日本における第二次世界大戦後の四大公害事件とされ、1961年頃より発生した四日市ぜんそくがあげられる。1960〜70年代に高濃度の汚染を日本各地に引き起こしたが、工場等の固定発生源や石油の使用による発生も脱硫装置により対策が進められた結果、汚染が改善された。また足尾銅山鉱毒事件も有名である。海外では1952年に数週間で一万人以上が死亡したロンドンスモッグがある。19世紀半ばのクリミア戦争ではセバストーポリの戦いでイギリス軍が化学兵器として使用したのではないかとも言われている。2007年現在、日本では二酸化硫黄の環境基準は1時間値の1日平均が 0.04 ppm 以下であり、かつ1時間値が 0.1 ppm 以下であることとされている。
火山自体や噴火の規模にもよるが、火口などからは相当量の二酸化硫黄が放出される。日本の桜島は、2011年12月に125回も爆発的な噴火を記録する活発な時期を迎えていたが、この際に観測された平均放出量は日量1,800tから2,900tと推計されている。
二酸化硫黄はC₂ᵥ対称の折れ線形構造である。電子に着目すると、硫黄原子の形式酸化数は+4、電荷は0で、5つの電子対を持っている。分子軌道法の点から見ると多くの電子対が結合に関与しており、典型的な超原子価化合物であると言われていたが、実際にはオゾン類似の比較的単純な結合構造であることが判明している。硫黄酸化物の一酸化硫黄と二酸化硫黄のS−O結合長は、一酸化硫黄SO (148.1 pm)、二酸化硫黄SO₂ (143.1 pm) とOの数が増えるにつれて短くなっているが、酸素の同素体の二酸素とオゾンのO−O結合長は、二酸素O₂ (120.7 pm)、オゾンO₃ (127.8 pm) と長くなっている。さらに、結合解離エネルギーが一酸化硫黄と二酸化硫黄ではSO (524 kJ mol⁻¹)、SO₂ (548 kJ mol⁻¹) と大きくなっているのに対し、二酸素とオゾンではO₂ (490 kJ mol⁻¹)、O₃ (297 kJ mol⁻¹) と小さくなっている。これに関しては、オゾンの各O−O結合が1.5重結合であるのに対し、二酸化硫黄の場合はd軌道の混成による超原子価構造によりS=O二重結合となっている証拠であると説明された時代もあった（現在でもその誤った説明がなされている書籍などもある）。しかしながら硫黄を含む超原子価化合物（と呼ばれていた分子）の場合、理論計算（自然結合軌道を用いる）ではd軌道の結合への寄与は無視出来る程度に小さいことが少なくとも1980年代には判明しており、この解釈が誤りなのは明らかである。つまり、硫黄原子の3d軌道は結合に関与するにはエネルギー的に高すぎであり、2本のS-O σ結合とO-S-O鎖を繋ぐ三中心四電子π結合からなるルイス構造が最適な描写である（この結果S-O結合の結合次数は1.5となる）。近年の実験により、二酸化硫黄のS-O結合はオゾンと同じように1.5重結合であるが、電気陰性度の違いにより硫黄原子が+2価、酸素原子が−1に近くなる事による両者の間のイオン結合的な力が働き、これが加算されることで2重結合なみの結合エネルギーとなっている事が判明している。
1861年に始まった南北戦争の結果はアメリカにおける動産としての奴隷制の終焉であった。戦争が勃発して間もなく、弁護士を職業とする北軍の将軍ベンジャミン・F・バトラーに信託された法的な操作により、北部の「所有」となった奴隷は「戦争の禁制品」と考えられ、それ故に、戦争前の南部の所有者の元に帰る必要はないとされた。すぐにその噂が広まり、多くの奴隷は「禁制品」と宣言されることを願って北部の領土内に逃亡した。「禁制品」の多くが北軍の労働者あるいは兵隊として参加し、黒人だけで構成されるアメリカ有色人種連隊も結成された。他のものはモンロー砦の近くのグランド・コントラバンド・キャンプのような避難民キャンプに行くか北部の都市に逃れた。バトラー将軍の解釈は連邦議会が1861年の没収法を通して補強された。この没収法は南軍に使われていた財産は、奴隷を含み、すべて北軍に没収されることを宣言した。1863年1月1日のリンカーンによる奴隷解放宣言は北軍が南部に到着すればすぐに南部の奴隷に自由を約束する強力な動きであり、また、北軍にアフリカ系アメリカ人を徴兵することも認めた。しかし、奴隷解放宣言は南部と境界を接し、北軍に付いている奴隷所有州の奴隷を解放しなかった。連合国の諸州はリンカーンの権威を認めず、奴隷解放宣言は境界州に適用されなかったので、最初に解放された者は北部の領域に逃げ込んだ少数の奴隷だけであった。それでも奴隷制の廃止が公式の戦争目的とされ、北軍が南部から奪った領土には強制された。1860年の国勢調査によれば、この政策で400万人近い奴隷、すなわち全人口の12％以上の者を解放することであった。新しく作られたアリゾナ準州では、1863年2月24日のアリゾナ基本法で奴隷制を廃止した。ケンタッキー州を除きテネシー州などの境界州は1865年早くまでに奴隷制を廃止した。北軍が南部に侵攻するにつれて解放宣言が執行され解放された奴隷がいた。残る南部の州に解放が実際に訪れたのは1865年春のアメリカ連合国軍の降伏の後であった。当時テキサス州には25万人以上の奴隷が残っていた。連合国崩壊の知らせが届いた所から奴隷が解放されていった。決定的な日は1865年6月19日であった。テキサス州やオクラホマ州などでは、その知らせがガルベストンの最後の奴隷まで届いた日として6月10日を記念して祝っている。法的にはケンタッキー州の奴隷約4万人が解放されたのが最後だった。これは1865年12月、アメリカ合衆国憲法修正第13条の批准が成立した時であった。