Đối với hầu hết các amit, bằng chứng quang phổ chỉ ra đặc tính liên kết đôi một phần đối với liên kết C-N và C-O. Do đó, phổ hồng ngoại cho thấy tần số giãn C=O chỉ ở 1675 cm−1, trong khi xeton sẽ hấp thụ gần 1700 cm−1[4]. DMF là một ví dụ về phân tử thông lượng[5].

Phổ 1H NMR ở nhiệt độ môi trường xung quanh cho thấy hai tín hiệu metyl, cho thấy sự quay bị cản trở về liên kết (O)C-N[4]. Ở nhiệt độ gần 100 °C, phổ 500 MHz NMR của hợp chất này chỉ hiển thị một tín hiệu cho các nhóm metyl.

DMF có thể trộn lẫn với nước[6]. Áp suất hơi ở 20 °C là 3,5 hPa[7]. Một luật Henry liên tục của 7,47×10−5 hPa m3 mol−1 có thể được rút ra từ một hằng số cân bằng thực nghiệm được xác định ở mức 25 °C[8]. Các phân vùng hệ số log POW được đo để -0,85[9]. Vì mật độ của DMF (0,95 g cm−3 ở 20 °C[6]) tương tự như của nước, nên không mong đợi sự nổi hoặc phân tầng đáng kể ở vùng nước mặt trong trường hợp mất mát ngẫu nhiên.

Bên trái: hai cấu trúc cộng hưởng của DMF. Bên phải: minh họa làm nổi bật tính năng phân tách.