ثالث أكسيد الذهب مسحوق بني يتحلل ببطء عند التعرض لأشعة الشمس أو بالتسخين عند 150 درجة مئوية. يبدأ في إطلاق الأكسجين عند 110 درجة مئوية ويتحلل بالكامل إلى ذهب معدني عند 250 درجة مئوية. غير قابل للذوبان في الماء ولكنه قابل للذوبان في حمض الهيدروكلوريك وحمض النيتريك المركز، وكذلك في المحاليل المائية من سيانيد الصوديوم أو البوتاسيوم. يستخدم في التطبيقات الفضائية والكهروكيميائية مثل خلايا الوقود حيث يظهر موصلية أيونية. يعمل كعامل اختزال قوي في تفاعلات الأكسدة والاختزال.