Sebagian besar efek asam sulfat dihasilkan dari keasamannya yang kuat dan afinitasnya yang besar terhadap air. Korosi logam oleh asam sulfat disebabkan oleh keasamannya. Efek asam sulfat pada bahan organik, termasuk jaringan manusia, sebagian besar merupakan hasil dari sifat dehidrasinya. Bahan seperti kayu, kertas dan kain katun cepat hangus jika terkena asam.
Efek asam sulfat pada logam khas dari asam kuat: ia akan bereaksi dengan logam yang lebih reaktif daripada hidrogen untuk membentuk garam logam sulfat dan melepaskan gas hidrogen. Ini akan bereaksi dengan cara ini dengan banyak logam biasa, termasuk besi, seng dan aluminium. Reaksi lebih kuat dengan asam encer dibandingkan dengan asam pekat. Hal ini membatasi bahan yang dapat digunakan untuk menyimpan asam, meskipun dalam bentuk pekat dapat disimpan dalam tangki stainless steel. Pelepasan gas hidrogen menimbulkan potensi risiko ledakan jika terjadi tumpahan atau kebocoran, jika asam bersentuhan dengan logam.
Asam sulfat adalah agen dehidrasi yang sangat kuat dan banyak panas dilepaskan ketika asam pekat bersentuhan dengan air. Jika air ditambahkan ke asam berlebih, panas yang dihasilkan menyebabkan air segera mendidih, yang dapat menyebabkan asam disemprotkan ke area yang luas. Untuk alasan ini, asam sulfat pekat harus selalu diencerkan dengan menambahkannya — perlahan — ke dalam air; prosesnya tidak boleh dibalik.
Efek dehidrasi asam sulfat menjelaskan reaksinya dengan banyak bahan organik umum. Ini akan menghilangkan hidrogen dan oksigen dari molekul yang mengandung unsur-unsur ini dalam rasio 2:1 yang ditemukan dalam molekul air (H2O) — misalnya, karbohidrat — yang meliputi gula, pati, dan selulosa. Asam sulfat akan bereaksi dengan karbohidrat untuk menghilangkan hidrogen dan oksigen, meninggalkan karbon. Demonstrasi laboratorium yang terkenal menggambarkan hal ini; asam sulfat pekat ditambahkan ke gula meja sukrosa dalam gelas kimia dan dengan cepat mengubahnya menjadi massa arang, dengan banyak panas yang dihasilkan. Ini adalah alasan mengapa asam sulfat membuat kayu dan kertas menjadi arang — zat yang sebagian besar terdiri dari karbohidrat.
Efek asam sulfat pada kulit didokumentasikan dengan baik, dan sekali lagi karena sifat dehidrasi asam daripada keasamannya. Kontak kulit dengan asam pekat menghasilkan rasa sakit dan pembengkakan jaringan dalam beberapa detik. Jika kontak cukup lama, luka bakar yang dalam dapat terjadi dan mungkin ada sedikit hangus, yang mengakibatkan perubahan warna menjadi coklat. Karena pembengkakan yang disebabkan, luka bakar asam sulfat sering mengakibatkan jaringan parut permanen.
Saat menggunakan asam sulfat, sarung tangan pelindung dan kacamata pengaman yang sesuai harus selalu dipakai; pelindung wajah dan celemek pelindung juga direkomendasikan. Tumpahan kecil ke kulit yang tidak terlindungi dapat diatasi dengan segera mencuci dengan banyak air. Tumpahan yang lebih besar menimbulkan risiko penyemprotan asam jika air segera diterapkan — lebih baik untuk segera menghapus asam sebanyak mungkin sebelum dicuci.
Asam sulfat tidak mudah menguap pada suhu kamar dan biasanya tidak menimbulkan bahaya inhalasi; namun, jika asam ini atau prekursor industrinya, sulfur trioksida bersentuhan dengan air, kekerasan reaksi dapat menghasilkan kabut halus tetesan asam sulfat. Hal ini dapat merusak mata, saluran pernapasan dan paru-paru jika terhirup. Paparan kronis kabut asam sulfat – misalnya, di pabrik asam sulfat – dapat memiliki efek kesehatan jangka panjang dan dapat menimbulkan risiko kanker bagi pekerja.
Reaksi asam sulfat dengan bahan lain dapat menghasilkan produk berbahaya. Ini akan, misalnya, melepaskan uap beracun dan korosif pada kontak dengan halida, seperti klorida, fluorida dan bromida. Kontak dengan klorat dan permanganat menghasilkan senyawa pengoksidasi kuat yang menimbulkan risiko kebakaran atau ledakan.