Natri metoxit được điều chế bằng cách cho metanol phản ứng cẩn thận với natri:

Phản ứng trên tỏa nhiệt nên có thể gây cháy. Dung dịch không màu thu được thường dùng làm nguồn cung cấp natri metoxit, nhưng hóa chất tinh khiết có thể được cô lập khi làm bay hơi dung dịch sau khi đã đun nóng để làm bay hơi hết metanol còn dư. Natri metoxit thủy phân trong nước cho ra natri hydroxit, và các chất thành phẩm thương mại có thể có lẫn tạp chất hydroxit. Ở dạng rắn và nhất là ở dạng dung dịch, natri metoxit hấp thụ cacbon đioxit từ không khí, do đó làm giảm hiệu lực bazơ.

Ở dạng rắn, natri metoxit trùng hợp, với các chuỗi xếp lớp trung tâm Na+, mỗi nút này liên kết với bốn nguyên tử oxy.[1]

Cấu trúc phân tử, và do đó tính bazơ của nó, của natri metoxit trong dung dịch phụ thuộc vào dung môi. Nó là bazơ mạnh trong DMSO khi bị ion hóa hoàn toàn và tạo thành các liên kết hydro tự do.[2]