DTT是一種很強(qiáng)的還原劑，其還原性很大程度上是由于其氧化狀態(tài)六元環(huán)（含二硫鍵）的構(gòu)象穩(wěn)定性。它的氧化還原電勢(shì)在pH為7時(shí)為-0.33伏。二硫蘇糖醇對(duì)一個(gè)典型的二硫鍵的還原是由兩步連續(xù)的巰基-二硫鍵交換反應(yīng)所組成：

其中，第一步反應(yīng)所形成的中間態(tài)很不穩(wěn)定，因?yàn)镈TT上的第二個(gè)巰基趨向于與被氧化的硫原子連接，使中間態(tài)很快被轉(zhuǎn)化為DTT的環(huán)狀氧化結(jié)構(gòu)，從而完成對(duì)二硫鍵的還原。

DTT的還原力受pH值的影響，只在pH值大于7的情況下能夠發(fā)揮還原作用。這是因?yàn)橹挥忻撊ベ|(zhì)子的硫醇鹽負(fù)離子（-S–）才具有反應(yīng)活性，硫醇（-SH）則沒有；而巰基的pKa一般為～8.3。