Plutoni(IV) nitrat tạo thành tinh thể hydrat của Pu(NO3)4•5H2O - tinh thể màu xanh lục đậm có cấu trúc tinh thể hình thoi, nhóm không gian F dd2, thông số ô: a = 1,114 nm, b = 2,258 nm, c = 1,051 nm, Z = 8.

Tinh thể hydrat nóng chảy trong tinh thể ngậm nước của nó ở 95 - 100 °C.

Nó hòa tan tốt trong acid nitric (dung dịch màu xanh lá cây đậm) và nước (dung dịch màu nâu). Nó cũng tan trong aceton và ether.