氮氣的化學性質(zhì)不活潑，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應，所以常被用來制作防腐劑。但在高溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學變化，用來制取對人類實用的新物質(zhì)。

正價氮呈酸性，負價氮呈堿性。

由氮分子中三鍵鍵能很大，不容易被破壞，因此其化學性質(zhì)十分穩(wěn)定，惟獨在高溫高壓并有催化劑存在的條件下，氮氣成分可以和氫氣反應生成氨。同時，由于氮分子的化學結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，氰根離子CN-和碳化鈣CaC2中的C22-和氮分子結(jié)構(gòu)相似。

氮分子中存在氮氮叁鍵，鍵能很大(941KJ/mol)，以至于加熱到3273K時僅有0.1%離解，氮分子是已知雙原子分子中最穩(wěn)定的。氮氣是CO的等電子體，在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有許多相似之處。

不同活性的金屬與氮氣的反應情況不同。與堿金屬在常溫下直接化合;與堿土金屬—般需要在髙溫下化合;與其他族元素的單質(zhì)反應則需要更高的反應條件。

氮氣在常況下是一種無色無味的氣體，熔點是63K，沸點是77K，臨界溫度是126K，難于液化。溶解度很小，常壓下在283K時一體積水可溶解0.02體積的氮氣。

氮氣是難液化的氣體。氮氣在極低溫下會液化成無色液體，進一步降低溫度時，更會形成白色晶狀固體。在生產(chǎn)中，通常采納黑色鋼瓶盛放氮氣。