XeO2 ialah satu pepejal jingga kekuningan.[4] Ia adalah satu sebatian tidak stabil, dengan separuh hayat selama kira-kira dua minit. Ia menyahberkadar menjadi XeO3 dan gas xenon. Struktur dan identitinya telah disahkan dengan menyejukkannya pada suhu −78°C supaya spektroskopi Raman boleh dijalankan sebelum ia mereput.[1]