物理性质:单质氮在常况下是一种无色无臭的气体，在标准情况下的气体密度是1。25g·dm-3，氮气在标准大气压下，冷却至-195。8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209。86℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气在水里溶解度很小，在常温常压下，1体积水中大约只溶解0。
02体积的氮气。它是个难于液化的气体。在水中的溶解度很小，在283K时，一体积水约可溶解0。02体积的N2。氮气在极低温下会液化成白色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体。化学性质:氮气分子的分子轨道式为,对成键有贡献的是三对电子，即形成两个π键和一个σ键。
对成键没有贡献，成键与反键能量近似抵消，它们相当于孤电子对。由于N2分子中存在叁键N≡N，所以N2分子具有很大的稳定性，将它分解为原子需要吸收941。69kJ/mol的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的。
检验方法:将燃着的Mg条伸入盛有氮气的集气瓶，Mg条会继续燃烧提取出燃烧剩下的灰烬(白色粉末Mg3N2)，加入少量水，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(氨气)反应方程式Mg3+N2=Mg3N2(氮化镁)Mg3N2+H6O2=3Mg(OH)2+N2H3。