硫蒸气是气态的硫单质，其组成会随温度变化而改变，含有S2至S8等一系列含有不同数量的硫原子构成的分子。

固态的硫由硫分子构成，固态的硫存在多种同素异形体，包括但不限于S6，S7，S8（正交），S8（单斜），其中S8（正交）最为常见。

液态的硫一般为硫原子形成的无限长链状结构，在接近沸点的时候长链开始逐渐断裂形成小分子。

当液态的硫加热至444.6摄氏度时，便开始形成沸腾形成硫蒸气，硫蒸气存在多种组成结构，包括但不限于S2，S3，S4，S5，S6，S8。

温度越高，S2在硫蒸气中占的比例就越高，直到温度高于1000°C时，此时硫蒸气几乎都由S2组成。在800°C、气压为1 mmHg条件下S2的外观为蓝紫色气体

S2是O2的等电子体。S2与O2相同，在基态下也为三重态，这与其他双原子分子是不同的（其他双原子分子在基态下是单重态）。相比于O2，S2的第一激发态的能量更高。常温下的硫蒸气是多种硫分子和自由基所组成，随着温度提升，低分子量的硫分子（如S2、S3）才会逐渐增加，但仍然是混合物，直到700°C以上S2才会达到99%以上，这使得对S2的研究必须在高温下进行，因此对S2的实验和观测有较高的难度。

然而，其与O2不同，高温下的S2冷却到室温后更倾向于凝聚成固态的S8，而不是转变成三重态的S2。因此通过加热生成的S2冷却至室温时不会保持S2的形式。

S3为O3分子的等电子体，外观为樱桃红色气体，其键长为192 pm，键角为117.36°。在440℃，10 mmHg压力下，S3分子占硫蒸气摩尔分数的10%。目前对其研究较少。

S4分子曾在气相中被检测到，但是目前并没有对其很好地表征。理论计算表明其结构为环状结构，因此其可能与O4有着相似的结构，且为O4的等电子体。

S5分子已在硫蒸气中被检测到，但尚未被单独分离，其结构为五元环状结构。

尽管在地球上常温环境S2无法稳定存在，然而在其他行星的卫星上有检测到S2的存在，例如S2为木卫一上大气的次要成分，且在该卫星的贝利火山喷出的气体中有检测到S2的存在。在行星大气化学中，S2也是为含硫物质燃烧过程中重要的活性中间体，例如苏梅克－列维9号彗星撞击木星后，在木星的大气中检测到了S2分子，而在一些彗星的大气或分子云的光谱中亦检测到了S2分子的谱线。