oleum, zawierające kwas pirosiarkowy:
Reaguje z solami słabszych i mniej lotnych kwasów (wypierając z nich resztę kwasową) i tlenkami metali, a także roztwarza wiele metali nieszlachetnych, jak cynk, nikiel, żelazo, a w roztworze rozcieńczonym także glin, które wypierają z niego wodór, przykładowo:
w wyniku czego powstają siarczany (ewentualnie wodorosiarczany).
thumb|left|Bawełniana tkanina zwęglona przez działanie kwasu siarkowego|alt=Biała bawełniana tkanina, na którą pipetą nanoszony jest kwas siarkowy; widoczna jest dziura ze zwęglonymi brzegami. Kwas siarkowy niszczy strukturę białka oraz zwęgla większość związków organicznych zawierających tlen. Wynika to z faktu jego silnej higroskopijności – jeżeli w skład związków wchodzą wodór i tlen, to kwas eliminuje cząsteczki wody, w efekcie czego pozostaje sam węgiel. Na skutek tego, w otwartym naczyniu czernieje w wyniku zwęglania pochłanianych zanieczyszczeń organicznych (np. kurzu). Śladowe ilości zwęglonych substancji organicznych odpowiadają także za ciemną barwę technicznego kwasu siarkowego.
„Bezwodny” kwas siarkowy jest cieczą polarną o stałej dielektrycznej równej w przybliżeniu 100. Wysoką przewodność elektryczną tłumaczy się szczególnie silną autodysocjacją, której ten kwas ulega: