浓硫酸有吸水性，具有吸收游离水的性能。游离水包括空气中的水蒸气及物质中的湿存水。浓硫酸之所以能吸收水，是因它能和水结合成稳定的水合物：H2SO4+nH2O=H2SO4·nH2O（水合物在低温时可析出晶体）。
由于浓硫酸中含有大量未电离的硫酸分子（强酸溶液中的酸分子不一定全部电离成离子，酸的强弱是相对的），所以浓硫酸具有吸水性、脱水性（俗称炭化，即腐蚀性）和强氧化性等特殊性质；而在稀硫酸中，硫酸分子已经完全电离，所以不具有浓硫酸的特殊化学性质。发烟硫酸是无色或棕色油状稠厚的发烟液体（棕色是因为其中含有少量铁离子），具有强烈刺激性臭味，吸水性很强，与水可以任何比例混合，并放出大量稀释热。所以进行稀释浓硫酸的操作时，应将浓硫酸沿容器壁慢慢注入水中，并不断用玻璃棒搅拌。