Es un producto intermedio en la preparación de otros compuestos fosforados.

El H3PO3 puede describirse de forma más clara mediante su fórmula estructural HPO(OH)2.

Esta forma coexiste en equilibrio con un tautómero minoritario, el P(OH)3.

La IUPAC recomendó, en 2005, que este último sea llamado ácido fosforoso, y que la forma dihidróxida se denomine ácido fosfónico, ya que solo los compustos fosforados reducidos reciben la terminación "-oso".

[3]​ El tautómero P(OH)3 ha sido observado como un ligando unido al molibdeno.

Todos los ácidos reducidos fosforosos están sujetos a un tautomerismo similar, en el que hay implicados diversos puentes de H entre O y P. En estado sólido, el HP(O)(OH)2 es tetraédrico con un doble enlace más corto P=O, de 148 pm y dos de mayor longitud, P-O(H), de 154pm.

Tras el desprendimiento y eliminación del agua, queda como residuo el ácido fosforoso, que al enfriar por debajo de 70 °C forma cristales blancos, delicuescentes.

Por tratarse de un ácido diprótico, presenta dos posibles disociaciones.

[7]​No hay posibilidad de una tercera disociación, ya que, como se ha indicado, el hidrógeno unido directamente al átomo de fósforo no es ionizable, característica esta, que diferencia al ácido fosforoso de la forma más oxidada, el ácido fosfórico, H3PO4.

Tanto el ácido fosforoso como sus formas desprotonadas (fosfitos e hidrogenofosfitos) son agentes reductores relativamente fuertes, oxidándose a ácido fosfórico o a fosfatos, respectivamente.

En exceso de ácido fosforoso y por calor, la reacción continúa hasta la reducción del cloruro mercurioso a mercurio metálico:

La aplicación más importante del ácido fosforoso es la producción de fosfito de plomo dibásico, que es un estabilizador del PVC y polímeros clorados relacionados.

[8]​ También se utiliza en la síntesis de derivados orgánicos (fosfonatos), como el ácido α-aminoetilenfosfónico y en reacciones de aminoalquilación para producir ácidos α-aminofónicos.

También se utiliza como un fuerte agente reductor y en la producción de ácido fosforoso, fibras sintéticas, pesticidas organofosforados y del agente para tratamiento de agua altamente eficiente ATMP (ácido amino-tris-metilenfosfonico).