三氧化硫是一种硫的氧化物，分子式为SO3。它的气体形式是一种严重的污染物，是形成酸雨的主要来源之一。
无色透明油状液体，具有强刺激性臭味。相对密度1.97（20℃）。熔点16.83℃。沸点（101.3kPa)44.8℃%。强氧化剂，能被硫、磷、碳还原。较硫酸、发烟硫酸的脱水作用更强。对金属的腐蚀性比硫酸、发烟硫酸为弱。和水化合成硫酸：SO3(l)
+H2O(l)=H2SO4(l)(+88kJmol−1)
这个反应进行得非常迅速，而且是吸热反应。在大约~340°C以上时
硫酸、三氧化硫和水才可以在平衡浓度下共存。
三氧化硫也与二氯化硫发生反应来生产很有用的试剂——亚硫酰氯。
SO3+SCl2→SOCl2+SO2
三氧化硫还可以与碱类发生反应，生成硫酸盐及其它物质，如
SO3+2NaOH→Na2SO4+H2O
