二氧化氮溶于硝酸使硝酸显黄色，与水反应生成的硝酸无色。稀硝酸为无色，高浓的的硝酸会自分解，所以硝酸中会溶解一定量的二氧化氮，故常显黄色。溶于水按下式反应:3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO

二氧化氮易溶于水，不过会被反应掉,变成硝酸和一氧化氮。二氧化氮是指高温下棕红色有毒气体。在常温下(0~21.5°C) 二氧化氮与四氧化二氮混合而共存，有毒、有刺激性。溶于浓硝酸中而生成发烟硝酸。能叠合成四氧化二氮。与水作用生硝酸和一氧化氨。与碱作用生成硝酸盐。能与许多有机化合物起激烈反应。