在室温下，二氧化钋具有面心立方
萤石型晶体结构。加热到高温时，它转化为四方晶体。立方体是淡黄色的，而四方是红色的。二氧化钋在受热时会变暗，在升华点885°C时呈巧克力色。
在较低的压力下，它在500°C时分解成元素
钋和氧。当置于氢气中时，二氧化钋在200℃时缓慢还原为金属钋；在氨或硫化氢中也会发生同样的还原。二氧化钋可以与卤化氢反应生成四卤化钋：
其中X可以为任意
卤素。在反应中，二氧化钋的行为与其同族的
二氧化碲非常相似；然而，二氧化
硫属元素的酸性随周期的增长而降低，因此二氧化钋的酸性要比它较轻的同系物小得多，常常显示碱性。可溶于磷酸和碳酸铵溶液。