性能固体三氧化二锑的分子式为Sb2O3，简称ATO。其分子量为291.60，理论锑含量为83.54%。三氧化二锑为白色结晶，受热时呈黄色，冷后又变白色。它有两种结晶型态，一种是立方晶型(稳定型)，另一种为斜方晶型，在自然界中分别以方锑矿及锑矿的形式存在。立方晶型的三氧化二锑由单个的Sb406组成，而斜方晶型的三氧化二锑则是由无限重复的
链节组成的。
三氧化二锑的分子结构如图所示。

两种晶型的三氧化二锑在密度及折射率上略有差异。立方晶型的密度及折射率分别为5.2g/cm3和2.087，斜方晶型的分别为5.67g/cm3和2.180。其他物理性质为:熔点656℃，沸点1425℃，熔化热54.4-55.3K/mol，蒸发热为36.3-37.2kJ/mol，标准生成始为-692.5KJ/mol。从溶解性来看，它不溶于水和乙醉，可溶于浓盐酸、浓硫酸、浓碱、草酸、酒石酸和发烟硝酸，是一种两性化合物。
各种工业级三氧化二锑的阻燃作用几乎是相同的，但由于它们的粒度不同引起色调和着色力的差异很大。一般来讲，三氧化二锑可分为高色调强度和低色调强度两大类，前者的平均粒径为1.3-1.5μm，后者的粒径为2.5-3.5μm。痕量的杂质就会形响三氧化二锑的颜色，由于三氧化二锑的覆盖力很强，阻燃制品的颜色会因之而改变，所以使用时必须控制产品的颜色。
实践证明，三氧化二锑的颗粒大小和均匀性对被阻燃高聚物材料的冲击性能影响较大，特别是对阻燃纤维的可纺性和拉伸强度有较大的影响。目前用于阻燃各类塑料的普通三氧化二锑的平均粒径一般为1-2μm，可用于阻燃纤维的超细三氧化二锑的平均粒径在0.3μm左右，而超微细的三氧化二锑的平均粒径则可低至0.03μm。
(2)阻燃机理通过对三氧化二锑一卤化物体系的作用机理进行研究，人们普遍认为该体系的阻燃作用主要是通过它们之间反应生成的三卤化锑来实现的。三卤化锑气体进入气相燃烧区，能够捕捉自由基，抑制燃烧链式反应的进行;密度较大的三卤化锑蒸气覆盖在高聚物材料表面，可以隔断氧气和热量;锑-卤阻燃体系还可以增加某些高聚物材料的成炭量，从而起到阻燃作用。