Диокси́д се́ры [двуокись серы, сернистый газ, сернистый ангидрид, оксид серы(IV)], бесцветный газ с резким запахом, SO₂; t_пл –75,46 °C, t_кип –10,1 °C; плотность 2,9269 г/дм³. Термически устойчив.

Хорошо растворим в воде, водный раствор содержит гидрат SO₂ · 7H₂O и сернистую кислоту H₂SO₃ (двухосновная кислота средней силы, соли – сульфиты и гидросульфиты).

Жидкий SO₂ смешивается в любых соотношениях с SO₃, СНСl₃, CS₂, диэтиловым эфиром, растворяет хлориды РСl₅, AsCl₃ и др., SOCl₂, Вr₂, I₂, иодиды и роданиды металлов. Растворённые в жидком SO₂ соли диссоциируют.

Диоксид серы может восстанавливаться до S и производных серы(II) и окисляться до соединений серы(VI). Сильные окислители – О₃, Н₂О₂, HNO₃, оксиды азота, растворы хлоратов, перманганатов, хроматов – окисляют SO₂ до H₂SO₄ и её солей. Кислород окисляет SO₂ при ~ 440 °С в присутствии катализатора (V₂O₅) до SO₃; эта реакция лежит в основе промышленного способа получения SO₃ и затем Н₂SO₄. При высоких температурах в присутствии катализатора SO₂ восстанавливается водородом до H₂S, CO – до серы с частичным образованием также COS, CS₂. В водном растворе, содержащем H₂S и SO₂ (жидкость Вакенродера), происходят сложные превращения, ведущие к образованию серы и политионовых кислот. С Сl₂ диоксид серы даёт SO₂Cl₂.

Используется в производстве серной кислоты и других соединений серы, как отбеливатель, консервант, дезинфицирующее средство, хладагент, растворитель. Содержится в дымовых газах и выбросах металлургического производства; вызывает образование кислотных дождей. Токсичен, раздражает слизистые оболочки и дыхательные органы.