Nitơ tetraoxit là chất lỏng không màu đến nâu đỏ, có mùi khó chịu. Độ sôi thấp (điểm sôi 21,15 ° C) và được giữ ở dạng chất lỏng bằng cách nén. Khối lượng riệng 1.448g /cm3. Là một hỗn hợp cân bằng của NO2 màu nâu (nitơ dioxit) và N2O4 không màu (dinitơ tetroxit). Hơi màu nâu, độc.