二氧化硫（SO2）是一种无色、具有刺激性气味的气体，其结构式电子式通常表示为[S=O]2，反映了其分子结构的特点。在SO2分子中，硫（S）原子与两个氧（O）原子通过共价键相连，形成一个V形分子。硫原子的氧化态为+4，具有5个电子对，其中4个电子对用于形成两个S-O单键，剩下的1个电子对与硫原子的两个电子形成一个S=O双键。
SO2分子的对称点群为C2v，意味着它具有一个通过分子中心的二重旋转轴。硫原子和氧原子之间的S-O键长为143.1 pm，比一氧化硫（SO）中的S-O键长（148.1 pm）短，这表明SO2中的硫氧键具有更高的键级，至少为2，而臭氧（O3）中的O-O键的键级为1.5。
SO2分子是极性的，其偶极矩为1.63D，这主要是由于硫原子和氧原子之间的电负性差异造成的。在水中，SO2可以溶解并形成亚硫酸（H2SO3），溶液的pH值变为2或3，显示其具有一定的酸性。此外，SO2在常温下具有自燃性，但无助燃性，能够与多种有机化合物如胺、醚、醇等反应，但不与多数饱和烃反应。
在环境方面，SO2是一种大气主要污染物，可导致酸雨的形成，因此对其排放的控制尤为重要。在工业上，SO2主要用于生产硫酸、硫酸盐、硫化物等产品，同时也可作为漂白剂、消毒剂等使用。然而，由于SO2对人体健康具有潜在危害，长期接触高浓度的SO2可能会引起呼吸道疾病、心血管疾病等，因此在接触时需要采取适当的防护措施。