氧化铋生产原料铋锭，铋锭银白色或微红色，有金属光泽，性脆，导电和导热性都较差。铋是逆磁性的金属，在磁场作用下电阻率增大而热导率降低。铋及其合金具有热电效应。铋在凝固时体积增大，膨胀率为3.3％。铋的硒化物和碲化物具有半导体性质。
室温下，铋不与氧气或水反应，在空气中稳定，加热到熔点以上时能燃烧，发出淡蓝色的火焰，生成三氧化二铋，铋在红热时也可与硫、卤素化合。铋粉在氯气内着火。铋不溶于水，不溶于非氧化性的酸（如盐酸），使浓硫酸和浓盐酸，也只是在共热时才稍有反应，但能溶于王水和。

氧化铋作为电子陶瓷粉体材料中的重要添加剂，纯度一般要求在99.5%以上。主要应用对象有压敏电阻、陶瓷电容、铁氧体磁性材料三类。在电子陶瓷的开发方面，美国走在世界前列。而日本则靠大规模生产和先进的技术占据了世界陶瓷市场60％的份额。随着纳米级氧化铋的研究开发和均匀化制造技术的创新提高，也将大大推动电子陶瓷相关元器件性能的改善和生产成本的降低。氧化铋在压敏电阻中主要起效应形成剂的作用，是压敏电阻具有高非线性伏安特性的主要贡献者。

高纯超细氧化铋应用于制造新型高性能陶瓷和半导体，还可用于颜料、涂料的制备和铋基氧化物超导体的研制和开发。国外已有国家开发出用于半导体和热点装置的高纯氧化铋，该高纯氧化铋的质量要求纯度达到99.999%，粒度分布范围窄（约1μm），主要技术关键是高纯和超细。工艺是湿法提纯、磨碎或高温蒸发、氧化冷凝。

三氧化二铋（氧化铋）纯品有α型、β型和δ型。α型为单斜晶系结晶，相对密度8.9，熔点825 ℃，溶于酸，不溶于水和碱。β型为亮至橙色，正方晶系，相对密度8.55，熔点860 ℃，溶于酸，不溶于水。容易被氢气、烃类等还原为金属铋。δ-Bi2O3 是一种特殊的材料,具有立方萤石矿型结构，其晶格中有1/4 的氧离子位置是空缺的,因而具有非常高的氧离子导电性能。 Bi2O3 具有许多独特的物理性质：优良的介电性;高的氧流动性;大的能量间隙;高的折射率;显著的光电导性和光致发光性。