三氧化硫與氫氧化鈉的反應和三氧化硫的量有關，少量三氧化硫與氫氧化鈉反應方程式：2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O，過量三氧化硫與氫氧化鈉反應方程式：NaOH+SO3=NaHSO4。
三氧化硫是非極性分子，有三種物態化學式為SO₃。SO₃在標況(1atm，0℃)下為固態，在常溫常壓下為液態。而它的氣體形式是一種嚴重的汙染物，是形成酸雨的主要來源之一，。氫氧化鈉，化學式為NaOH，俗稱燒鹼、火鹼、苛性鈉，為一種具有極強腐蝕性的強鹼，一般為片狀或塊狀形態，易溶於水並形成鹼性溶液。
三氧化硫是一種酸性氧化物，酸性氧化物會和氫氧化鈉這類鹼發生反應。反應生成硫酸鈉與水。反應方程式為：SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O。
