具有三种同质多像变体，即斜方晶系的α-S、单斜晶系的β-S和γ-S。自然条件下稳定的是α-S。α-S与β-S的转变温度为95.6℃。γ-S在常温下极不稳定，易转变为α-S（又称斜方硫）。自然硫是指斜方晶系的α硫。
晶体参数：正交晶系，对称型mmm。空间群Fddd；a0=1.0437nm，b0=1.2845nm，c0=2.4369nm；Z=128。
成分与结构：自然硫的成分有时时相当纯净的。火山作用成因的自然硫往往含有少量的Se、As、Te，有时Se含量大5%。由生物作用沉淀的自然硫则夹杂着泥质、有机质等混入物。自然硫具分子结构型。晶体结构中硫分子由8个原子组成，原子上下交替排列，构成环形。因而硫分子通常以S8表示。单位晶胞由16个硫分子所组成，彼此之间以微弱的分子健结构结合。
自然硫及其常见的两种理想晶形
形态：晶形少见，偶见双锥状或厚板状。集合体常呈致密块状、土状、被膜状、瘤状、钟乳状等。
物理性质：纯硫呈黄色，含有机质呈黄灰、褐黑等色。条痕为白至微黄色，晶面为金刚光泽，断口微油脂光泽。晶体透明至半透明。硬度1-2。性极脆，无解理。比重2.05
2.08。熔点低（119ºC），燃点低（270ºC）燃烧时产生SO2臭气。为热和电的绝缘体。摩擦产生负电。用手握之，至于耳旁，可以听见轻微的炸裂声。
鉴定特征：以其黄色、油脂光泽、硬度小、性脆，易燃（燃烧时生成淡蓝色火焰，且发出硫臭味），易熔为特征。
成因及产状：
（1）火山喷发型：由硫蒸汽直接结晶或由H2S氧化而成。
（2）沉积型：由生物化学作用（硫细菌作用）而成。常与石膏、方解石、天青石等伴生。该类型一般较大，具有较大的工业价值。
（3）风化型：由金属硫化物或硫酸盐氧化分解而成。
