2.55 g/cm3 (三方)
3.11–3.146 g/cm3 (单斜)

三氧化二硼（化学式：B₂O₃）又称氧化硼，是硼最主要的氧化物。它是一种白色蜡状固体，一般以无定形的状态存在，很难形成晶体，但在高强度退火后也能结晶。它是已知的最难结晶的物质之一。

玻璃状氧化硼（g-B₂O₃）很可能是一种由许多三角形BO₃单元通过共用氧原子部分有序连接而成的网络结构，其中以硼氧相间的六元环B₃O₃占优势。该六元环中，硼原子为三配位，氧原子为二配位。该玻璃体在325－450 °C时软化，其密度随受热情况而有一个变化范围。加热时，玻璃体氧化硼结构中的无序度增加。超过450 °C时会产生有极性的－B＝O基。高于1000 °C时，氧化硼蒸气则全部由B₂O₃单体组成，其结构为角形的 O＝B－O－B＝O。

常压下使液态的氧化硼在200－250 °C范围内结晶，可以形成普通的六方晶系氧化硼（α-B₂O₃），其结构（见右图）几乎全部由三角形的BO₃单元组成。

在22000atm和400 °C时，α-B₂O₃转变为高温高压型的单斜晶体β-B₂O₃。该转变过程类似于石英在高压下到柯石英的转化。除此之外，β-B₂O₃也可以由液态氧化硼在40000atm和600 °C时结晶得到。

β-B₂O₃的体积模量很大（K = 180 GPa）。g-B₂O₃和β-B₂O₃的维氏硬度分别为1.5GPa和16GPa。

虽然硼在空气和氧气中燃烧都可以直接产生三氧化二硼，但三氧化二硼主要是通过硼酸脱水制取的。在200－400 °C对硼酸真空脱水，可以得到非常干燥的三氧化二硼。如果在大气中脱水，即使加热到1000 °C，也很难去除最后剩下的痕量水。

硼酸则可通过硼砂和硫酸共热反应制取。

氧化硼是酸性氧化物，熔融时可以溶解许多碱性的金属氧化物，生成有特征颜色的玻璃状硼酸盐和偏硼酸盐（玻璃）。这是硼砂珠试验定性鉴别金属的原理。例如：

氧化硼可以被碱金属、铝和镁还原为单质硼：

反应后用盐酸处理反应混合物，MgO、B₂O₃和Mg溶于盐酸，过滤后得到粗硼。氧化硼在高温时不能为碳还原（高温下可以形成碳化硼）。高温下氧化硼与碳和氯气反应，可以得到三氯化硼：

600 °C时，氧化硼与氨反应可以得到氮化硼（BN），与氢化钙反应则得到六硼化钙（CaB₆）。

氧化硼是硼酸的酸酐，溶于水时会放出大量热生成偏硼酸和硼酸：

氧化硼可以用作：