Es un sólido rojo de brillo metálico que se asemeja al cobre.
Es el único trióxido estable de los elementos del grupo 7 (Mn, Tc, Re).
La estructura del ReO3 es similar a la de la perovskita (ABO3), pero sin el gran catión A en el centro de la celda unitaria.
Estos octaedros comparten vértices para formar la estructura tridimensional.
Al calentarlo en una base se produce una dismutación que da ReO2 y ReO−4, mientras que la reacción con ácido a alta temperatura produce Re2O7.