Acid nitric khan tinh khiết (100%) là một chất lỏng với tỷ trọng khoảng 1522 kg/m³, đông đặc ở nhiệt độ -42 ℃ tạo thành các tinh thể trắng, sôi ở nhiệt độ 83 ℃. Khi sôi trong ánh sáng, kể cả tại nhiệt độ phòng, sẽ xảy ra một sự phân hủy một phần với sự tạo ra nitơ dioxide theo phản ứng sau:

Điều này có nghĩa acid nitric khan nên được cất chứa ở nhiệt độ dưới 0 ℃ để tránh bị phân hủy. Chất nitơ dioxide (NO2) vẫn hòa tan trong acid nitric tạo cho nó có màu vàng, hoặc đỏ ở nhiệt độ cao hơn. Trong khi acid tinh khiết có xu hướng bốc khói trắng khi để ra không khí, acid với NO2 bốc khói hơi có màu nâu hơi đỏ cho nên mới có tên acid bốc khói trắng và acid bốc khói đỏ như nêu trên. [cần dẫn nguồn]

Acid nitric có thể pha trộn với nước với bất kỳ tỷ lệ nào và khi chưng cất tạo ra một azeotrope một nồng độ 68% HNO3 và có nhiệt độ sôi ở 120,5 ℃ tại áp suất 1 atm. Có hai hydrat được biết đến; monohydrat (HNO3·H2O) và trihydrat (HNO3·3H2O).

Nitơ oxide (NOx) tan được trong acid nitric và đặc điểm này ảnh hưởng ít nhiều đến tất cả các đặc trưng lý tính phụ thuộc vào nồng độ của các oxide này, chủ yếu bao gồm áp suất hơi trên chất lỏng và nhiệt độ sôi cũng như màu sắc được đề cập ở trên. Acid nitric bị phân hủy khi có nhiệt độ cao hoặc ánh sáng với nồng độ tăng lên mà điều này có thể làm tăng lên sự biến đổi tương đối áp suất hơi trên bề mặt chất lỏng do các oxide nitơ tạo ra một phần hoặc toàn bộ trong acid.