O tiossulfato de sódio é um sólido cristalino incolor com ponto de fusão de 48°C. É livremente solúvel em água e contém cinco moléculas de água de cristalização. A 48°C funde; a 215°C perde suas cinco moléculas de água; acima de 220°C converte-se em tetrassulfeto de sódio.
Na química analítica, o tiossulfato de sódio determina a concentração de soluções de iodo. É preferido em análises iodométricas porque é oxidado pelo iodo. Também determina a força de agentes oxidantes como dicromato de potássio, permanganato de potássio e sulfato de cobre, que, reagindo com excesso de iodeto de potássio (KI), liberam iodo. O iodo liberado é titulado com solução padrão de tiossulfato de sódio.
Usado como fixador em fotografia. A chapa ou filme negativo após revelação com agente redutor contém AgBr não ativado pela luz e não reduzido a prata metálica. O tratamento com solução de tiossulfato remove o AgBr como complexo solúvel. Esse processo é a "fixação" do negativo ou filme.
Usado no tratamento de envenenamento por arsênio, por ser relativamente barato e não tóxico. É eficaz no tratamento de envenenamento por cobre quando aplicado com molibdato de sódio. Também recomendado para envenenamento por cianeto.
Empregado na extração de ouro e prata. Forma complexos fortes com esses metais. As substâncias formadas são altamente solúveis em água, permitindo a lixiviação dos metais-alvo pelo tiossulfato.
Usado como agente desclorante na neutralização de soluções de cloro e iodo em instalações de aquicultura ou viveiros. O cloro é tóxico e o excesso pode prejudicar peixes e crustáceos. Importante remover cloro desinfetando tanques e equipamentos com tiossulfato antes de introduzir o estoque.
Aplicado como anticloro para remover excesso de cloro de artigos alvejados na indústria têxtil.