Związek ten w temperaturze pokojowej jest białą substancją krystaliczną. Otrzymany w temperaturze do 900 °C łatwo rozpuszcza się w kwasach i szybko uwadnia do wodorotlenku, który jest słabą zasadą. Po wyprażeniu staje się niereaktywny.
Tlenek magnezu występuje w przyrodzie jako minerał peryklaz. Otrzymuje się go poprzez spalenie magnezu lub w wyniku prażenia magnezytu (węglanu magnezu) albo dolomitu. W wyniku prażenia dolomitu powstaje także tlenek wapnia.
Stosowany jest do wyrobu cementów, odlewów, naczyń ognioodpornych, tygli. Ma również zastosowanie w medycynie jako lek na nadkwasotę i zatrucia. W fotografii służy do zobojętniania emulsji fotograficznej. Proszek błyskowy potocznie nazywany jest magnezją.
Tlenek magnezu można otrzymać poprzez spalanie magnezu. Reakcję ową można przedstawić według zapisu reakcji chemicznej:
2Mg + O2 → 2MgO
Spalanie magnezu jest bardzo efektownym, ale także niebezpiecznym doświadczeniem. Należy je wykonywać w niepalnym otoczeniu w łyżeczce do spalań lub na mniejszą skalę w pęsecie. Magnez podpala się z łatwością w płomieniu zapalniczki lub jeszcze łatwiej w płomieniu palnika gazowego. Po rozgrzaniu do czerwoności nagle pojawia się oślepiające białe światło, wtedy płomień można już odjąć, spalanie samo się podtrzymuje. Dmuchanie na płonący magnez rozpala go jeszcze bardziej, tak samo jak polanie wodą lub zanurzenie w dwutlenku węgla – są one po prostu redukowane. Podczas spalania dzięki wysokiej temperaturze powstaje silne światło, w tym UV. Dlatego nie wolno bez ochrony oczu patrzeć na to doświadczenie bezpośrednio z bliska.
