五氧化二磷是磷在氧氣中燃燒生成，外觀為白色無定形粉末或六方晶體，*易吸濕，不燃燒，溶于水產生大量熱并生成磷酸，對乙醇的反應與水相似，為酸性氧化物有腐蝕性，不可用手直接觸摸或食用，也不可直接聞氣味。

經檢測，五氧化二磷的真實結構為十氧化四磷，其具體的分子結構為：在白磷分子的每一個磷鍵上插入一個氧原子，剩余四個氧原子分別通過配位鍵與四個磷原子相連，能溶于水，放出大量的熱，先形成偏磷酸，后變成正磷酸。 在空氣中吸濕潮解，與有機物接觸會發生燃燒，接觸有機物有引起燃燒危險，受熱或遇水分解放熱，放出有毒的腐蝕性煙氣，具有強腐蝕性。

五氧化二磷可用作氣體和液體的干燥劑；有機合成的脫水劑、滌綸樹脂的防靜電劑、藥品和糖的精制劑。是制取高純度磷酸、磷酸鹽、磷化物及磷酸酯等成分的的母體原料，用于制造光學玻璃、透紫外線玻璃、隔熱玻璃、微晶玻璃和乳濁玻璃等，以提高玻璃的色散系數和透過紫外線的能力。用作干燥劑、脫水劑、糖的精制劑，并用于制取磷酸、磷化合物及氣溶膠等用作半導體硅的摻雜源、脫水干燥劑、有機合成縮合劑及表面活性劑。在初中化學中經常用來檢驗空氣中氧氣的質量分數。

中毒表現與黃磷相同，急性中毒，食入數小時內，發生惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉，數日內出現黃疸及肝腫大，或出現急性肝壞死，較嚴重的病例，數小時內患者由興奮轉入抑制、發生昏迷，循環衰竭，以致死亡。吸入輕癥患者有頭痛、頭暈、嘔吐、全身無力，中度患者上述癥狀較重，上腹疼痛，脈快、血壓偏低等；重度中毒引起急性肝壞死及昏迷，慢性中毒：有呼吸道刺激癥狀、胃炎、肝炎、貧血、骨質疏松及壞死等。