二氧化氮 (NO2)在21.1℃温度时为红棕色有刺激性气味的气体，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-11℃以下温度时为无色固体，加压液体为四氧化二氮。分子量46.01，熔点-11.2℃，沸点 21.2℃，蒸气压101.3lkPa(21℃)，溶于碱、二硫化碳和氯仿。
