氧化鍺為四方晶系、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?yōu)榱湮唤Y構;隨著壓力降低，二氧化鍺也逐漸變?yōu)樗呐湮坏慕Y構。類金紅石型結構的二氧化鍺在高壓下可轉變?yōu)榱硪环N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。