三氟甲磺酸的pKa=-14.7(±2.0)，屬于有機超強酸，其酸性超過100%的硫酸。
具有強酸性和還原性。一般用作有機合成試劑。
當溶解有三氟化硼(BF3)、五氟化磷、五氟化砷等強路易斯酸時因為生成了穩定的配合酸:H[CF3SO3BF3]、H[CF3SO3PF5]、H[CF3SO3AsF5]從而酸性變得更強。
在空氣中發煙，這是因為它具有強烈的吸水性，易與空氣中的濕氣反應形成穩定的一水合物CF3SO3H·H2O，熔點為34℃。極易溶于水，溶水釋放出大量的熱。
