NO2在21.1℃温度时为棕红色刺鼻气体。有毒气体.密度比空气大易液化。易溶于水;在21.1℃以下时呈暗褐色液体。在-ll℃以下温度时为无色固体，加压液体为四氧化二氮。

分子量92，熔点-11.2℃，沸点 21.2℃，蒸气压101.3lkPa(2l℃)，溶于碱、二硫化碳和氯仿，易溶于水。性质较稳定。二氧化氮不是酸性氧化物。

二氧化氮溶于水并与水反应生成硝酸

3NO2+H2O=====2HNO3+NO

4NO2+2H2O+O2=====4HNO3

但二氧化氮溶于水后并不会完全反应所以会有少量二氧化氮分子存在，为黄色。

因此硝酸溶液会呈现黄色.这个反应可以认为其为可逆反应，因为硝酸同时会分解。

因二氧化氮溶于水后还生成一氧化氮，所以不是硝酸的酸酐。