無色粘稠液體。可燃，幾乎無臭，帶有苦味，有吸濕性。除石油醚外,可溶解一般有機溶劑。具有高極性、高沸點、熱穩定性好、非質子、與水混溶的特性，被譽為“萬能溶劑”。

二甲基亞砜是一種既溶于水又溶于有機溶劑的極為重要的非質子極性溶劑。廣泛用作溶劑和反應試劑，具有很高的選擇抽提能力。二甲基亞砜本身有消炎止痛，利尿，鎮靜等作用，在醫藥工業中可以直接用作某些藥物的原料及載體。有“萬靈藥”之稱，常作為止痛藥物的活性組分添加于藥物之中。