環氧乙烷的化學性質活潑，易發生開環反應，能與許多化合物進行加成反應。例如，與水反應生成乙二醇，與醇類反應生成乙二醇單醚，與苯酚反應生成苯氧基乙醇，與無機酸如硝酸反應生成乙二醇二硝酸酯。環氧乙烷能發生聚合反應生成聚乙二醇。在體內，環氧乙烷可以形成甲醛、乙二醇和乙二酸，對中樞神經系統起麻醉作用，并刺激黏膜，毒害細胞原漿。

環氧乙烷的優點包括可用于不耐高溫、不耐濕物品的滅菌，被認為是一種滅菌化學滅菌劑，可以滅殺所有的微生物，包括細菌。它的穿透性非常強，可以穿透物品上的各種難穿透的部位。對物品的損壞非常小，因為環氧乙烷利用的是緩激化的原理，而非氧化過程，因此對物品的損壞非常小。它不腐蝕塑料、金屬和橡膠，對不耐熱的物品有著廣泛的用途。滅菌時可以用各種包裝材料來包裹，便于儲存運輸，打開包裹即可使用，避免交叉污染的危險。然而，環氧乙烷的缺點是整個滅菌循環的時間比較長，需要較長的時間通風以去除環氧乙烷的殘留，因為環氧乙烷有抑菌和毒性，并且是可疑的致癌物。必須控制室內空氣中的環氧乙烷濃度低于國家規定的標準，它易燃易爆，儲存和滅菌時必須安全操作，所需的成本相對較高。