Para formar oleum a partir do ácido sulfúrico, é necessário reagir o ácido sulfúrico fumegante com o trióxido de enxofre. A reação entre o ácido sulfúrico 100% e o gás trióxido de enxofre, SO3, dá origem ao oleum, que é uma mistura de ácido sulfúrico e trióxido de enxofre. O oleum resultante é tipicamente caracterizado por uma concentração de trióxido de enxofre entre 20 e 65%, dependendo das condições de reação e das especificações desejadas.