稀土氧化物可分为倍半氧化物RE₂O₃、低价氧化物REO、高价氧化物REO₂和混合价态氧化物。除铈（Ce）、镨（Pr）、铽（Tb）以外，一般是以三价的倍半氧化物的形式存在，而Ce则形成高价氧化物CeO₂，Pr和Tb分别形成混合价态的非化学计量的Pr₆O₁₁和Tb₄O₇。稀土氧化物除由稀土金属直接氧化获得外，也可通过在空气气氛下灼烧稀土氢氧化物、稀土碳酸盐、稀土草酸盐、稀土硝酸盐、稀土硫酸盐制备得到。稀土氧化物多属六方、单斜、立方晶系。

一半以上的稀土氧化物都具有白色以外的颜色，不同组分的混合氧化物有不同的颜色。稀土氧化物的热稳定性和氧化钙、氧化镁相当，熔点和沸点较高。稀土氧化物的磁矩与相应的三价离子的磁矩接近。稀土氧化物不溶于水和碱，能溶于无机酸生成相应的盐，而高价氧化物CeO₂则难溶于盐酸、硝酸和硫酸。氧化物可以与水作用，形成氢氧化物，例如用水热法，将水蒸气与氧化物一起加热，可以得到REO(OH)₂和RE(OH)₃。氧化物在空气中能吸收CO₂，生成碱式碳酸盐，随着原子序数的增加，吸收CO₂的能力减弱，碱式碳酸盐在高温下灼烧可得到氧化物。