三氧化氙是一种不稳定的化合物，其中氙的化合价为+6。三氧化氙的氧化性很强，能与水缓慢反应生成氧气和氙气。与有机化合物接触时极易爆炸。
三氧化氙溶于水时，生成氙酸：XeO3(aq) + H2O → H2XeO4 → H+ + HXeO4−
