SO₂ (g) + H₂O (l) ⇌ H₂SO3 (aq)
Denna reaktion är en jämviktsreaktion, vilket betyder att den kan gå i båda riktningarna. Bildandet av svavelsyra gynnas dock under normala förhållanden.
Svavelsyra är en svag syra, vilket innebär att den inte joniseras helt i vatten. Det kan vidare reagera med vatten för att producera bisulfitjoner (HSO₃⁻) och sulfitjoner (SO₃²⁻):
H₂SO₃ (aq) ⇌ H⁺ (aq) + HSO₃⁻ (aq)
HSO₃⁻ (aq) ⇌ H⁺ (aq) + SO₃²⁻ (aq)
Närvaron av svavelsyra i vatten bidrar till surheten i surt regn.
