五氧化二磷为白色无定形粉末或六方晶体。易吸湿,溶于水产生大量热并生成磷酸，对乙醇的反应与水相似。
五氧化二磷能溶于水，放出大量的热，先形成偏磷酸、焦磷酸等，最终变成正磷酸。在空气中吸湿潮解。与有机物接触会发生燃烧。接触有机物有引起燃烧危险。受热或遇水分解放热，放出有毒的腐蚀性烟气。具有强腐蚀性。五氧化二磷是磷酸的酸酐。
五氧化二磷用作气体和液体的干燥剂；有机合成的脱水剂、涤纶树脂的防静电剂、药品和糖的精制剂。是制取高纯度磷酸、磷酸盐、磷化物及磷酸酯的母体原料。还可用于五氧化二磷溶胶及以H型为主的气溶胶的制造。用于制造光学玻璃、透紫外线玻璃、隔热玻璃、微晶玻璃和乳浊玻璃等，以提高玻璃的色散系数和透过紫外线的能力。用作干燥剂、脱水剂、糖的精制剂，并用于制取磷酸、磷化合物及气溶胶等用作半导体硅的掺杂源、脱水干燥剂、有机合成缩合剂及表面活性剂。在初中化学中经常用来检验空气中氧气的质量分数。
