H2SO4 là một chất lỏng sánh như dầu, không màu,t.l riêng 1,859 ở 0o và 1,837 ở 15o.
Khi làm lạnh sẽ hoá rắn thành những tinh thể nóng chảy ở 10,49o. Tuy nhiên, axit lỏng dễ có thể chậm đông không hoá rắn ở dưới 0o.
Ở 30 – 40o, bắt đầu bốc khói và khi đun tiếp sẽ tạo ra hơi SO3. Bắt đầu sôi ở 290o và nhiệt độ sẽ tăng nhanh cho tới khi ngừng giải phóng SO3. Hdrat còn lại chứa 98,3% H2SO4 và sôi ở 338o.
H2SO4 đặc hấp thụ mánh liệt hơi ẩm và vì thế là một chất làm khô tốt, áp xuất hơi H2O trên H2SO4 cả chảy là 0,003mmHg.