Xenon trioxit là một chất oxy hóa mạnh và có thể oxy hóa hầu hết các chất có thể bị oxy hóa được. Tuy nhiên, nó diễn ra chậm và điều này làm giảm tính hữu ích của nó.[2]

Trên 25 °C, xenon trioxit rất dễ bị nổ:

Khi nó hòa tan trong nước, một dung dịch axit xenic được tạo thành:

Dung dịch này ổn định ở nhiệt độ phòng, làm giảm tính chất bùng nổ của xenon trioxit. Nó oxy hóa axit cacboxylic theo định lượng đối với cacbon dioxit và nước.[3]

Ngoài ra, nó hòa tan trong các dung dịch kiềm để tạo thành xenat. Các anion HXeO−
4 là chủ yếu trong dung dịch xenat.[4]. Đây không phải là ổn định và bắt đầu không cân xứng thành pexenat (trạng thái oxy hóa +8), xenon và khí oxy[5]. Pexenat rắn có chứa XeO4−
6 đã được cô lập bằng cách phản ứng với XeO
3 bằng dung dịch nước hydroxit. Xenon trioxit phản ứng với các chất vô cơ vô cơ như KF, RbF, hoặc CsF để tạo thành chất rắn ổn định có dạng MXeO
3F.[6]