Es un polvo negro, radiactivo y cristalino que aparece naturalmente en el mineral de uraninita.

Experimentalmente se ha verificado esta estructura a condiciones estándar de presión y temperatura.

La electroquímica del dióxido de uranio ha sido investigada en detalle ya que la corrosión galvánica del dióxido de uranio controla la tasa a la que el combustible nuclear se disuelve.

Las cerámicas basadas en óxido de uranio se vuelven verdes o negras cuando son calentadas en una atmósfera reductora y negras cuando son calentadas con oxígeno.

Es posible determinar con un contador Geiger si un barniz o vidrio contienen óxido de uranio.

Tiene una alta eficiencia y estabilidad de largo plazo en su uso para destruir compuestos orgánicos volátiles cuando se le compara con algunos otros catalizadores comerciales, tales como los basados en metales preciosos, el TiO2 y el Co3O4.

[3]​ También está siendo investigado el uso del dióxido de uranio como material para baterías recargables.

Otra aplicación que se investiga es para celdas foto electroquímicas para la producción de hidrógeno asistida solarmente donde el UO2 es usado como un fotoánodo.

El dióxido de uranio también es resistente al daño por radiación, haciéndolo útil para dispositivos endurecidos contra la radiación destinados a aplicaciones militares especiales o aeroespaciales.

Theoretical Density of Ceramics at Normal Temperatures A. Retrieved from https://app.knovel.com/hotlink/itble/rcid:kpHRDNT002/id:kt00BTE9R1/handbook-reference-data/table-1-7-theoretica