硫的分子量为32.066，在常温下的沸点为444.6℃。不同的温度，硫表现出不同的形态及相应的性质。当低于95.6℃时，稳定的硫称为α-硫，为斜方晶系，又称为斜方硫。天然的硫磺通常都是这种黄色的斜方硫。当温度介于95.6～119℃之间时，稳定的硫称为β-硫，称为单斜晶系，又称为单斜硫。
当熔融状的硫在水中迅速冷却的时候，将会得到有弹性的无定型硫，又称为γ-硫。在室温内放置一段时间后，会变成α-硫。液态的硫在159℃以下时，大部分为环状的S8分子，又称其为λ-硫。随着温度的升高，硫的黏度也随之增加。
高分子硫称为μ-硫，当温度达到187℃时，μ-硫含量也达到最高。随着温度的升高，硫的黏度增加，但达到一定程度后，长硫链分子开始断裂，随着温度的继续升高，其黏度反而降低。
硫是具有多种原子价位的元素，可以表现为-2、＋1、＋2、＋4、＋6。低价位的硫具有还原性，-2价的硫具有的还原性最强； 反之，＋6价的硫只有氧化性，且氧化性最强； 中间的价位硫既有还原性又有氧化性。
随着温度的升高，硫将会变成硫蒸气，硫蒸气呈橙黄色。在空气中，硫蒸气快速冷却后，则可得到细分散的固体硫，成为硫磺华。
硫不溶于水，但易溶于二硫化碳，在苯、甲苯、溴乙烷等有机溶剂中也能溶解，但溶解度不高。
（1）硫的黏度
固态硫共有三种存在形式：无定形硫（1922kg/m3），单斜体硫（1954kg/m3），正交体硫（2066 kg/m3）。液态硫的密度随温度的变化而发生相应的变化［72］。图2.1为温度对液态硫黏度的变化关系，纯液态硫在温度达到431.35K的时候，从8个原子的环状结构转化成为上百个原子结构组成的链状物质。在140～155℃的温度范围内，其黏度值最小，当温度高于160℃时，黏度呈直线增加趋势，在190℃左右的时候达到最大值。由于实验确定需要较长时间，故理论经验公式用来计算纯液态硫的黏度：
高含硫气藏工程理论与方法
式中：μ——液态硫的黏度，Pa·s；
T——温度，℃。
气态硫的黏度也是随着温度的变化而发生相应的变化。气态硫的黏度当温度达到490℃的时候，硫的黏度将会出现一个转折点，随着温度的继续升高，黏度将会降低，黏度出现第二个转折点的时候是在温度为700℃时，此后，随着温度的继续升高，黏度也随之增大，其具体的变化趋势见图2.2。
图2.1 液态硫黏度与温度关系曲线
图2.2 气态硫黏度与温度关系曲线
（2）硫的密度
不同温度阶段，液态硫的颜色也是不同的。当温度低于159℃时，液态硫的颜色为浅黄色，随着温度的升高，黏度增加，颜色也随即变成暗棕色。当超过200℃以后，随着温度的升高，密度会急剧地减小，颜色也随着变淡。当温度达到306℃的时候，硫表现为暗红色［70～71］。具体的液态硫密度随温度的变化规律可以见图2.3。
图2.3液态硫密度与温度关系曲线
（3）硫的饱和蒸气压
液态硫的饱和蒸气压在不同的温度范围用不同的方程式表示［73］。
当温度介于120～325℃之间时，
高含硫气藏工程理论与方法
当温度介于325～550℃之间时，
高含硫气藏工程理论与方法
式中：p——压力，Pa。
（4）硫的相态变化
在常压下，当温度低于110℃时，液态硫不存在，119℃也没有固态硫存在。当温度介于110～119℃之间时，可能会有不同形态的液态硫和固态硫存在。当温度达到119℃时，单斜硫将转变为液态的λ—硫。当温度达到112.8℃时，斜方晶硫熔融，变成稻草黄色的液体。其具体的硫相图见图2.4。