Сера представляет собой твердое хрупкое вещество желтого цвета, в воде практически нерастворима, не смачивается водой и плавает на её поверхности. Хорошо растворяется в сероуглероде и других органических растворителях, плохо проводит тепло и электрический ток. При плавлении сера образует легкоподвижную жидкость желтого цвета, которая при 160°С темнеет, её вязкость повышается, и при 200°С сера становится темно-коричневой и вязкой, как смола. Это объясняется разрушением кольцевых молекул и образованием полимерных цепей. Дальнейшее нагревание ведет к разрыву цепей, и жидкая сера снова становится более подвижной. Пары серы имеют цвет от оранжево-желтого до соломенно-желтого цвета. Пар состоит из молекул состава S8, S6, S4, S2. При температуре выше 150 °С молекула S2 диссоциирует на атомы.
Физические свойства аллотропных модификаций серы приведены в таблице:
| Свойство | Ромбическая сера | Моноклинная сера | Пластическая сера |
| Цвет | | Светло-желтый порошок | | | | Желтые иглы | | | | Темно-желтая масса | | |
| Плотность, г/см3 | 2,07 | 1,96 | - |
| Температура плавления, °С | 112,8 | 119,3 | - |
| Температура кипения, °С | 444,6 |