二氧化镅摩尔质量275.06g/mol。二氧化镅有强放射性（其射线一般用铅阻挡），它释放出大量的α粒子能大量杀伤人体细胞，并且吸入少量的二氧化镅粉尘也将是致命的。同样，二氧化镅有剧毒。

二氧化镅的化学性质稳定，只有在1000℃以上缓慢地分解，并放出氧气。二氧化镅易溶于盐酸并放出氯气，也能溶于硝酸或硫酸放出氧气。由此看出，二氧化镅有较强的氧化性。

镅在空气中缓慢被氧化，生成一氧化镅（AmO），镅在空气中燃烧生成更高价态的氧化物。一氧化镅（AmO）是黑色、性脆的带有强放射性的固体，其外观和金属镅相似。三氧化二镅（Am2O3）是镅的另一种氧化物，可用氢气还原二氧化镅制取，随着还原温度的不同，而呈现C型或A型的稀土氧化物的晶体结构，分别有红棕色和灰褐色。将固体AmO2和Am2O3和其他金属氧化物混合，可制得不同组成的3-6价镅的多元氧化物。