分子結構
硫醇中，硫原子為不等性 sp 雜化态，兩個單電子占據的 sp 雜化軌道分别與烴基碳和氫形成 σ 鍵，還有兩對孤對電子占據另外的兩個 sp 雜化軌道。由于硫的 3s 和 3p 軌道形成的雜化軌道比氧的 2s 和 2p 軌道形成的雜化軌道大，故 C-S 和 S-H 鍵分别比 C-O 和 O-H 鍵長。
在甲硫醇中 C-S 和 S-H 鍵鍵長分别為 0.182 nm 和 0.134 nm，都比甲醇中的 C-O 和 O-H 鍵長大。∠CSH 則為 96°，小于 ∠COH。
硫的電負性比氧小，所以硫醇的偶極矩也比相應的醇小。
化學性質
巯基是硫醇化學性質的主要體現。其中 S-H 鍵涉及硫較大的 3s/3p 組成的雜化軌道與氫較小的 1s 軌道成鍵，所以 S-H 鍵較弱，硫醇具有酸性。硫上還有孤對電子，所以巯基也可被氧化。
酸性
硫醇的酸性比相應的醇強，可溶于氫氧化鈉的乙醇溶液中生成比較穩定的鹽，通入二氧化碳又變回硫醇。硫醇可與一些重金屬鹽生成不溶于水的硫醇鹽，兩者軟軟相吸。許多重金屬離子在體内的毒性即是因為其可與生物分子的巯基結合。另一方面，也可利用硫醇（如二巯基丙酸）通過形成不溶沉澱的方法将重金屬離子從尿液排出，起到解毒作用。
強還原性
硫醇很容易被氧化。弱氧化劑（如空氣、碘、氧化鐵、二氧化錳等）即可将硫醇氧化為二硫化物。硫醇與二硫化物形成的氧還共轭對是生物體内的常見機制，如半胱氨酸-胱氨酸還氧對。生成的二硫化物中的二硫鍵在維持蛋白質空間結構方面有重要作用。
硫醇用強氧化劑（如高錳酸鉀、硝酸、高碘酸）氧化，經過中間物次磺酸、亞磺酸，最終生成磺酸。此法可用于脂肪磺酸的制備。
對硫醇催化加氫，可實現脫硫，産生相應的烴。石油煉制中的加氫脫硫即是基于此反應。石油中有少量硫醇，硫醇的存在不僅會使汽油具有令人讨厭的氣味，還會在燃燒時轉變為有毒、腐蝕性的二氧化硫和三氧化硫。
與醇的相似性
此外，硫醇還可發生一些與醇相似的反應，例如與羧酸生成硫醇酯，與醛、酮生成縮硫醛酮。後一反應用于在有機合成中保護羰基或除去羰基，或實現羰基的極性轉換。
實際應用
有些硫醇可作藥物、解毒劑和橡膠硫化促進劑，也可用作合成殺菌劑的原料。例如，2-巯基苯并噻唑可作橡膠的硫化促進劑；2，3-二巯基丙醇可作砷中毒的解毒劑；6-巯基嘌呤可治癌。
環境影響
人體危害
侵入途徑：吸入、食入、經皮吸收。
健康危害：本品主要作用于中樞神經系統。吸入低濃度蒸氣時可引起頭痛、惡心；較高濃度出現麻醉作用。高濃度可引起呼吸麻痹緻死。中毒者可發生嘔吐、腹瀉，尿中出現蛋白、管型及血尿。
環境危害
急性毒性：LD50682mg/kg(大鼠經口)；LC5011227mg/m4小時(大鼠吸入)。
危險特性：其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑接觸會猛烈反應。接觸酸和酸霧産生有毒氣體。與水、水蒸氣反應放出有毒的或易燃的氣體。與次氯酸鈣、氫氧化鈣發生劇烈反應。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引着回燃。若遇高熱，容器内壓增大，有開裂和爆炸的危險。
燃燒(分解)産物：一氧化碳、二氧化碳、氧化硫。
前蘇聯車間空氣中有害物質的最高容許濃度1mg/m。
監測方法
現場應急監測方法：便攜式氣相色譜法
實驗室監測方法：
洩漏處理
人員處置
迅速撤離洩漏污染區人員至安全區，并進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護服。盡可能切斷洩漏源。防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。
防護措施
呼吸系統防護：空氣中濃度超标時，應該佩戴自吸過濾式防毒面具(半面)。必要時，建議佩戴空氣呼吸器。
眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。
身體防護：穿防靜電工作服。
手防護：戴橡膠手套。
其它：工作現場嚴禁吸煙。工作畢，淋浴更衣。注意個人清潔衛生。
急救措施
皮膚接觸：脫去被污染的衣着，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸：提起眼睑，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
食入：飲足量溫水，催吐，就醫。
滅火方法：盡可能将容器從火場移至空曠處, 噴水保持火場容器冷卻，直至滅火結束。處在火場中的容器若已變色或從安全洩壓裝置中産生聲音，必須馬上撤離。滅火劑：抗溶性泡沫、幹粉、二氧化碳、砂土。用水滅火無效。
污染物處理
小量洩漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用大量水沖洗，洗水稀釋後放入廢水系統。
大量洩漏：構築圍堤或挖坑收容；用泡沫複蓋，降低蒸氣災害。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器内，回收或運至廢物處理場所處置。
廢棄物處置
用焚燒法。焚燒爐排出的氣體要經過堿溶液洗滌處理。
