Methylsulfonylmethan (MSM), reines Dimethylsulfon bildet farblose, geruchlose, wasserlösliche und leicht bitter schmeckende Kristalle.
Der Schmelzpunkt wurde bei 109 °C mit einer Schmelzenthalpie von 18,28 kJ·mol-1 bestimmt. Die Verdampfungswärme beträgt am Siedepunkt 56,0 kJ·mol-1. Die Verbindung ist brennbar, aber mit einem Flammpunkt von 143 C schwer entzündbar. Ähnlich wie Dimethylsulfoxid ist Dimethylsulfon schwach CH-azid.