1.理化性质
有机磷原药多为油状液体，少数为固体，密度一般比水小，有较高的折光率。沸点除少数例外，一般很高，在常温下蒸气压力都很低。有机磷农药大多数不溶于水或微溶于水，而溶于一般有机溶剂。但也有的在水中有较大溶解度，如敌百虫、乐果、甲胺磷、磷胺等。
有机磷农药大都是一些磷酸酯或磷酰胺。这些化合物对酸不敏感，容易和水发生水解反应而分解，变为无毒的化合物，一般在碱性介质中更易水解。水解性：膦酸酯＞磷酸酯＞磷酰胺。磷酰胺的氮原子上有烷基取代时较难水解，有两个烷基时更难水解。有机磷农药的水解方式与酯的类型、溶剂、pH范围以及催化物有关。了解这一特性有利于按照实际应用的要求制成适用的产品。此外，在农药混配时也必须考虑这一性质。
有机磷农药在氧化剂作用下或生物酶催化下，容易被氧化，对其生物活性有重要意义的氧化反应有硫逐磷酸酯被氧化成磷酸酯以及含硫醚键的化合物被氧化成亚砜或砜。如对硫磷氧化成对氧磷、甲拌磷氧化成保棉丰等。
一般有机磷农药不能耐受较高温度，否则受热易发生分解作用，故宜储存于阴凉处。
有机磷农药存在立体异构现象。速灭磷、久效磷因具有C==C双键而出现顺反异构体。甲胺磷、乙酰甲胺磷因磷原子具有手性而存在光学异构体。内吸磷和异内吸磷是一对互变异构体。异构体性质差别显著，毒效相差也甚远。
2．药效高、作用方式多种多样
有机磷杀虫剂一般对虫、螨均有较高的防治效果。大多数有机磷杀虫剂具多种杀虫作用方式。故杀虫范围广，能同时防治并发的多种害虫。但因不同品种而异。即使同一品种的多种杀虫作用方式有时也有主次之分。如对硫磷以触杀为主，敌百虫以胃毒为主，内吸磷以内吸作用为主。但这也并非绝对，还会因虫种而异。具有内吸作用的农药如乐果、磷胺、内吸磷可用于防治刺吸式口器害虫以及钻蛀和潜道害虫。有些具有熏蒸作用，如敌敌畏，可防治储粮害虫和卫生害虫。有些具有渗透作用，如杀扑磷，可以杀死与药物没有直接接触的害虫。
有些有机磷品种具有强的选择性，仅对某些害虫有效，尤其是内吸性农药，可通过内吸作用杀虫，对天敌伤害小，有利保护害虫天敌，使化学防治与生物防治能更好地协调起来。所谓内吸输导作用是指当一种药剂接触到植物体，被植物吸收，随着养料或植物体液而输导至其他部位，在植物内部输导的药剂，不妨碍植物的生长，并在一个时期内药剂能对害虫起防治作用。大多数内吸杀虫剂具有在植物体内从下向上的输导作用，即可以被根部吸收，输导至植株上部。对禾本科植物来说，输导至叶片组织，尤其是叶尖部位内吸药剂积累特别多。另有少数种类的内吸药剂则可从植株上部向地下部输导，例如八甲磷在花生植株中的传导就是如此。
有内吸输导作用的有机磷杀虫剂的种类比较多。一些有机磷杀虫剂如久效磷、乐果、磷胺、嘧啶氧磷等进入植物体内后，较快被水解。另一些属于一硫代或二硫代磷酸酯类的内吸有机磷杀虫剂如内吸磷、甲拌磷等进入植物或昆虫体内后，能代谢为毒性更强的化合物，且能保持较长时间，故持效期较长，容易造成对人、畜的残毒问题。具内吸传导性能的有机磷杀虫剂一般可以防治害虫和螨类。如久效磷和嘧啶氧磷可用于防治稻茎内的三化螟、稻瘿蚊以及低龄的稻纵卷叶螟。
3．在生物体内易降解为无毒物
大多数杀虫效果高的有机磷农药在人、畜体内能够转化成无毒的磷酸化合物。这样的杀虫剂有马拉硫磷、杀螟硫磷、灭蚜硫磷、敌百虫、乙酰甲胺磷、双硫磷等。但有不少品种对哺乳动物急性毒性较高，它们对哺乳动物的作用机理与对害虫没有本质上的差别。对植物来说，有机磷杀虫剂在一般使用浓度下不致引起对植物的药害，只有个别药剂对某些作物会发生药害。例如，高粱对敌百虫、敌敌畏很敏感，在较低浓度下，也会引发严重药害。
4．持效期有长有短
和有机氯杀虫剂相比，有机磷杀虫剂的持效期一般较短。品种之间差异甚大。有的施药后数小时至2～3d完全分解失效，如辛硫磷、敌敌畏等。有的品种因植物的内吸作用可维持较长时间的药效，有的甚至能达1～2个月或更长时间，如甲拌磷。由于持效期有长有短，为合理选用适当品种提供了有利条件。
5．作用机制
有机磷杀虫剂表现的杀虫性能和对人、畜、家禽、鱼类等的毒害，是由于抑制体内神经中的乙酰胆碱酯酶A或胆碱酯酶（ChE）的活性而破坏了正常的神经冲动传导，引起了一系列急性中毒症状：异常兴奋、痉挛、麻痹、死亡。