Плотность иода 4,94 г/см3, tпл 113,5 °С, tкип 184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного иода состоит из двух атомов (I2). Заметная диссоциация I2 Ы 2I наблюдается выше 700 °С, а также при действии света. Уже при обычной температуре иод испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар. При слабом нагревании иод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки иода в лабораториях и в промышленности. Иод плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °С), хорошо - в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте), а также в водных растворах иодидов.

Конфигурация внешних электронов атома иода 5s2 5p5. В соответствии с этим проявляет в соединениях переменную валентность (степень окисления): -1 (в HI, КI); +1 (в НIO, КIO); +3 (в IСl3); +5 (в НIO3, КIO3);  и +7 (в HIO4, KIO4). Химически иод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. С металлами иод при легком нагревании  энергично взаимодействует, образуя иодиды (Hg + I2 = HgI2). С водородом иод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя  йодистый  водород. С углеродом, азотом, кислородом иод непосредственно не соединяется. Элементарный иод - окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H2S, тиосульфат натрия Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до I- (I2 + H2S = S + 2НI). Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в IO3-. При растворении в воде иода частично реагирует с ней; в горячих водных растворах щелочей образуются иодид и иодат. Адсорбируясь на крахмале, иод окрашивает его в темно-синий цвет; это используется в иодометрии и качественном анализе для обнаружения иода.

Пары иода ядовиты и раздражают слизистые оболочки. На кожу иод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятна от иода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.