制法1 用氢气还原四氟化铀来制备三氟化铀。
无水HF与核纯级活性UO2 (>99.95%)在800K时反应得到UF4；实验中所用到的氢气和氩气都分别经过塔式分子筛和热的海绵状钛(1170K)而分别除去了水分和氧气，使它们的含量均小于百万分之一。装置如图所示。
三氟化铀制备装置
称量约20g的UF4置于镍舟中，放入反应容器中，整套装置抽真空至0.1Pa(10-3torr)，逐渐加热样品至550K，这时，通入纯化过的氩气，再进一步加热样品至反应温度(1070K～1125K)。等温度稳定之后，以氢气代替氩气导入，氢的流量由校正过的差示油压计(differential oil manometer)控制在600～700mL/min。未反应的氢气和生成的氟化氢气体通过一个氟碳润滑油鼓泡器(以避免水汽的反向扩散)和一个装有已知量NaOH的鼓泡器。通过测量气体出口处的HF被已知量的碱中和所需要的时间来判断反应的进行情况。等出口处气体中几乎没有HF时，再改通入氩气，使炉子冷却下来。得到亮黑色UF3晶体。
制法2UF4＋Al→UF3＋AlF
取无水四氟化铀3～4g与化学计量的高纯度铝(－28～＋60目)充分混合，置于石墨坩埚中，在高真空度下用感应炉加热至900℃，保持1.5h。生成的氟化铝因有挥发性而被除去。从而可得到几乎定量的三氟化铀。
黑色晶体，属六方晶系，LaF3型，a=4.146A（1A=0.1nm，下同），c=7.348A。真空中、700℃时，UF3逐渐歧化为UF4和U，到1050℃时歧化非常显著。在空气中及常温下颇为稳定。在冷水中徐徐被氧化，变成绿色凝胶状。可溶于热的稀硫酸，在热的硝酸中可迅速溶解，难溶于盐酸，但是如果再加入硼酸也可迅速溶解。
