Một ma trận khả nghịch cấp n thỏa phép phân tích LU nếu và chỉ nếu tất cả các ma trận con chính cấp k, k = 0, 1,..., n-1 của nó đều khả nghịch. Phép phân tích là duy nhất nếu ta yêu cầu các phần tử đường chéo của L (hoặc U) đều bằng 1. Ma trận cũng có phép phân tích LDU duy nhất với cùng điều kiện này.

Ma trận suy biến vẫn có thể có phân tích LU. Thực tế, một ma trận vuông hạng k vẫn có phân tích LU nếu k ma trận con chính đầu tiên của nó khả nghịch. Tuy nhiên điều ngược lại không chắc.

Người ta đã tìm được điều kiện cần và đủ để một ma trận không nhất thiết khả nghịch trong trường bất kì có phân tích LU. Điều kiện này được biểu diễn bằng hạng của một số ma trận con nào đó. Phép khử Gauss cũng được mở rộng cho trường hợp tổng quát này (Okunev & Johnson 1997)Lỗi harv: không có mục tiêu: CITEREFOkunevJohnson1997 (trợ giúp).

Mọi ma trận khả nghịch A - bất kể vuông hay không - đều có phân tích LUP.