De flesta effekterna av svavelsyra beror på dess starka surhet och dess stora affinitet för vatten. Korrosion av metaller av svavelsyra orsakas av dess surhet. Effekterna av svavelsyra på organiska material, inklusive mänsklig vävnad, är till stor del resultatet av dess uttorkande egenskaper. Material som trä, papper och bomullstyg förkolnas snabbt vid kontakt med syran.
Effekterna av svavelsyra på metaller är typiska för en stark syra: den kommer att reagera med de metaller som är mer reaktiva än väte för att bilda ett metallsulfatsalt och frigöra vätgas. Det kommer att reagera på detta sätt med många vanliga metaller, inklusive järn, zink och aluminium. Reaktionen är kraftigare med den utspädda syran än med den koncentrerade syran. Detta begränsar de material som kan användas för att lagra syran, även om den i koncentrerad form kan lagras i rostfria ståltankar. Utsläpp av vätgas utgör en potentiell explosionsrisk vid spill eller läckage, om syran kommer i kontakt med metaller.
Svavelsyra är ett mycket kraftfullt uttorkningsmedel och mycket värme frigörs när den koncentrerade syran kommer i kontakt med vatten. Om vatten tillsätts till ett överskott av syran, orsakar värmen att vattnet kokar omedelbart, vilket kan resultera i att syran sprayas över ett brett område. Av denna anledning bör koncentrerad svavelsyra alltid spädas ut genom att tillsätta den — långsamt — till vatten; processen bör aldrig vändas.
De uttorkande effekterna av svavelsyra förklarar dess reaktioner med många vanliga organiska material. Det kommer att ta bort väte och syre från molekyler som innehåller dessa element i förhållandet 2:1 som finns i vattenmolekylen (H2O) – till exempel kolhydrater – som inkluderar socker, stärkelse och cellulosa. Svavelsyra kommer att reagera med kolhydrater för att avlägsna väte och syre och lämnar efter sig kol. En välkänd laboratoriedemonstration illustrerar detta; koncentrerad svavelsyra tillsätts till sackarossockret i en bägare och omvandlar det snabbt till en massa träkol, med en hel del värme som produceras. Detta är anledningen till att svavelsyra förkolnar trä och papper — ämnen som huvudsakligen består av kolhydrater.
Effekterna av svavelsyra på huden är väldokumenterade och beror återigen på syrans uttorkande egenskaper snarare än dess surhet. Hudkontakt med den koncentrerade syran resulterar i smärta och svullnad av vävnad inom några sekunder. Om kontakten är tillräckligt långvarig kan djupa brännskador uppstå och det kan bli viss förkolning, vilket resulterar i en brun missfärgning. På grund av den orsakade svullnaden resulterar svavelsyrabrännskador ofta i permanenta ärrbildningar.
Vid användning av svavelsyra ska alltid lämpliga skyddshandskar och skyddsglasögon användas; ett ansiktsskydd och ett skyddsförkläde rekommenderas också. Små spill på oskyddad hud kan hanteras genom att snabbt tvätta med mycket vatten. Större spill medför risk för sprutning av syra om vatten appliceras omedelbart — det är bättre att snabbt torka bort så mycket av syran som möjligt före tvätt.
Svavelsyra är inte flyktig vid rumstemperatur och utgör därför normalt inte någon inandningsrisk; i händelse av att denna syra eller dess industriella prekursor, svaveltrioxid, kommer i kontakt med vatten, kan reaktionens våldsamma reaktion ge upphov till en fin dimma av svavelsyradroppar. Detta kan skada ögon, andningsvägar och lungor vid inandning. Kronisk exponering för svavelsyradimma – till exempel i en svavelsyraanläggning – kan ha långsiktiga hälsoeffekter och kan utgöra en cancerrisk för arbetare.
Reaktioner av svavelsyra med andra material kan resultera i farliga produkter. Det kommer till exempel att frigöra giftiga och frätande ångor vid kontakt med halogenider, såsom klorider, fluorider och bromider. Kontakt med klorater och permanganater ger starkt oxiderande föreningar som utgör en brand- eller explosionsrisk.