常温下为无色透明液体。吸湿性强。溶于水、乙醇、丙酮、乙醚和氯仿，是极性强的惰性溶剂。遇明火、高热可燃。受热分解产生有毒的硫化物烟气。能与酰氯、三氯硅烷、三氯化磷等卤化物发生剧烈的化学反应。

采用甲醇与二硫化碳为原料制得二甲基硫醚，再由二甲基硫醚经氧化和精制制得二甲基亚砜。

甲基亚砜是一种既溶于水又溶于有机溶剂的极为重要的非质子极性溶剂。广泛用作溶剂和反应试剂，具有很高的选择抽提能力。可用作烷烃与芳香烃分离的提取溶剂；用作聚酰胺、氟氯苯胺、聚酰亚胺和聚砜树脂的合成溶剂；也用作乙炔、芳烃、二氧化硫及其他气体的溶剂。在医药工业中二甲基亚砜还可直接作为某些药物的原料及载体，对皮肤有极强的渗透性，有助于药物向人体渗透。还可用作电容介质、防冻剂、刹车油、稀有金属提取剂等。