Nếu góc liên kết giữa các nguyên tử cacbon là 90 độ, các liên kết bị căng một cách đáng kể và vì thế cyclobutan không đồng phẳng mà có hình mái nhà. Góc giữa 2 "mái nhà" khoảng 20-25 độ. Chúng có năng lượng liên kết lớn hơn so với các phân tử butan mạch thẳng hoặc các cycloankan đồng vòng lớn hơn, chẳng hạn như cyclohexan. Vì vậy cyclobutan là không ổn định ở nhiệt độ cao hơn 775 K (khoảng 502 °C).