Podtlenek azotu jest związkiem endotermicznym i dlatego łatwo ulega rozkładowi na tlen i azot, np. podczas przepuszczania go przez , rozżarzone do czerwoności rury lub pod wpływem wyładowań elektrycznych: – 2N2t) = 257, + 02 + 2 19,65 kcal.
Również i substancje o dużym powinowactwie względem tlenu odbierają go podtlenkowi, pozostawiając wolny azot. Mieszanina równych objętości wodoru i podtlenku azotu wybucha po zapaleniu niemal równie gwałtownie, jak mieszanina piorunująca. Wydzielająca się przy tym ilość ciepła jest nawet większa niż podczas spalania wodoru w czystym tlenie, bowiem do ciepła tworzenia się wody dochodzi ciepło rozkładu podtlenku: !N 20 -\- Il2 TT.,O 'IN2 -j- t i kcal.
Węgiel, fosfor, magnez itp, nie zapalają się wprawdzie w atmosferze podtlenku azotu, choć zawiera on w tej samej objętości prawie 2,5 raza więcej tlenu niż powietrze, raz jednak zapalone, palą się w dalszym ciągu z wydzielaniem dużych ilości ciepła i światła. W zwykłej tern- t peraturze podtlenek azotu zachowuje się dość biernie.
Od tlenu i tlenku azotu daje się odróżnić w ten sposób, że nie reaguje z żadnym z tych gazów oddzielnie, same one natomiast łączą się łatwo ze sobą na brunatny dwutlenek, N02,
Na podstawie badań budowy stałego podtlenku za pomocą promieni Rontgena (por § 98), a także badań absorpcji światła przez gaz, wreszcie ze względu na genetyczny związek pomiędzy podtlenkiem a kwasem azotowodorowym (por, § 173), ustalono dla podtlenku azotu łańcuchowy wzór budowy (I lub II): N = N -5-0 : lub NN = O Odległość N—N wynosi 1,12 A N—O — 1,19 A- Cząsteczka posiada niewielki moment dipolowy (0,17 D).