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白色粉末或無色結晶，為四方晶系、六方晶系或無定形體。六方結晶與β-石英同構，鍺為四配位；四方結晶具有超石英型結構，類似于金紅石，其中鍺為六配位。高壓下，無定形二氧化鍺轉變為六配位結構；隨著壓力降低，二氧化鍺也逐漸變為四配位的結構。
類金紅石型結構的二氧化鍺在高壓下可轉變為另一種正交晶系氯化鈣型結構。二氧化鍺不溶于水和鹽酸，溶于堿液生成鍺酸鹽。 類金紅石型結構的二氧化鍺比六方二氧化鍺更易溶于水，它與水作用時可產生鍺酸。二氧化鍺與鍺粉在1000°C共熱時，可得到一氧化鍺。
二氧化鍺的溶解性：
不溶于水，不跟水反應。是以酸性為主的兩性氧化物。可溶于濃鹽酸生成四氯化鍺，也可溶于強堿溶液，生成鍺酸鹽，如： GeO2+2NaOH=Na2GeO3+H2O。
