Axít butyric là một axít béo tồn tại ở dạng este trong mỡ động vật và dầu thực vật. Glyxerit của axít butyric chiếm 3-4% trọng lượng bơ. Khi bơ bị ôi, axít butyric được giải phóng ra khỏi glyxerit do thủy phân tạo ra mùi khó chịu của sản phẩm. Nó là thành viên quan trọng của phân nhóm axít béo gọi là các axít béo mạch ngắn. Axít butyric là một axít yếu với pKa bằng 4,82, tương tự như axít axetic với pKa bằng 4,76.[1] Độ mạnh tương tự nhau của các axít này được tạo ra nhờ cấu trúc kết thúc chung của chúng -CH2COOH.[2] Axít butyric có tỷ trọng riêng 0,96 g/cm3 và phân tử lượng 88,1051; vì thế 1 lít axít butyric tinh khiết chứa khoảng 10,8961 mol.

Axít butyric là chất lỏng không màu dạng dầu, đóng băng ở -8 °C; sôi ở 164 °C. Nó dễ dàng hòa tan trong nước, êtanol, ête nhưng bị lắng xuống nếu dung dịch của nó có bổ sung clorua canxi. kali dicromat và axít sulfuric ôxi hóa nó thành điôxít cacbon và axít axetic, trong khi permanganat kali ôxi hóa nó thành điôxít cacbon. Muối Ca(C4H7O2)2•H2O, là hóa chất ít hòa tan trong nước nóng hơn so với nước lạnh.

Axít butyric có đồng phân cấu trúc gọi là axít isobutyric (axít 2-metylpropanoic).