二甲基砜在常温下是无色固体，无化学活性。在一些植物中含有二甲基砜，也出现在许多的食品及饮料中，会称为膳食补充剂。在海面上方的大气中也会有二甲基砜，是空气中慢生根瘤菌科细菌、阿菲波菌(Afipia)的碳的来源[2]，也曾在人体的黑色素瘤细胞发现过[3]。
二甲基砜和相应的二甲基亚砜具有不同的物理性质。 二甲基砜在标准温度与标准压力下为白色结晶固体（熔点=109℃），而二甲基亚砜是在标准条件下为液体。亚砜是高度极性非质子溶剂可与水混溶；这也是一个很好的配体。二甲基砜比二甲基亚砜反应性较低，因为砜的S原子已经在其最高氧化状态。事实上亚砜氧化产生砜，既可在实验室条件下也可在新陈代谢中。
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