二硫化碳純品為無色、有折光、易燃、無異嗅液體。工業品為黃色，且有極難聞氣味，具有極易揮發性，其蒸氣比空氣重1.6倍，易燃有毒，在空氣中可形成爆炸性混合物。幾乎不溶於水，但可溶於苛性鈉及硫化堿的溶液，能與醇、醚、苯、氯仿、四氯化碳及油脂等混溶。二硫化碳是優良的有機溶劑，工業上用途很廣，對金屬及木材均有腐蝕作用，故在制造與使用過程中常因設備腐蝕而造成跑、冒、滴、漏，導致環境的汙染和中毒事故。
二硫化碳可經呼吸道、皮膚、消化道侵入人體，是神經系統的壹種毒物，能抑制酶的活性，影響脂蛋白代謝，造成心血管疾病。長期接觸低濃度二硫化碳可引起慢性中毒，產生遲鈍、失眠、記憶力衰退、多發性神經炎，動脈粥樣硬化等疾病。短時間接觸高濃度的二硫化碳蒸汽可引起急性中毒。輕者出現頭痛、眩暈、惡心及精神癥狀；重者先強烈興奮，繼之出現意識喪失，瞳孔反應消失，甚至死亡。