En condiciones normales se trata de un líquido volátil e incoloro.Debido a las dos funciones dadores puede disolver algunas sales inorgánicas que facilita su reacción en disolución.En presencia de luz y oxígeno se forman hidroperóxidos que son menos volátiles que el propio dioxano y pueden dar lugar a fuertes explosiones si se destila.En concentraciones elevadas actúa además sobre el sistema nervioso central y provoca daños renales.El dioxano puede reaccionar violentamente con agentes oxidantes, hidruro de litio aluminio y ácidos fuertes.
