Cũng như các nitrat kim loại kiềm khác, xêsi nitrat phân hủy khi nung nóng nhẹ tạo ra xesi nitrit:

2CsNO3 → 2CsNO2 + O2

Ở nhiệt độ cao hơn nữa, xêsi nitrat phân hủy thành oxit:

4   C s N O 3   → 700 o C   2   C s 2 O + 2   N 2 ↑ + 5   O 2 ↑ {\displaystyle {\mathsf {4\ CsNO_{3}\ {\xrightarrow {700^{o}C}}\ 2\ Cs_{2}O+2\ N_{2}\uparrow +5\ O_{2}\uparrow }}}

• Khi trộn các dung dịch đặc của xêsi nitrat và axit nitric, các solvat được hình thành (n = 1 ÷ 2):

2   C s N O 3 + n H N O 3   →     C s N O 3 ⋅ n H N O 3 ↓ {\displaystyle {\mathsf {2\ CsNO_{3}+{\mathit {n}}HNO_{3}\ {\xrightarrow {\ }}\ CsNO_{3}\cdot {\mathit {n}}HNO_{3}\downarrow }}}

• Xêsi nitrat tham gia phản ứng khử với nguyên tử hydro:

C s N O 3 + 2   H   → Z n , H C l , 20 o C   C s N O 2 + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {CsNO_{3}+2\ H\ {\xrightarrow {Zn,HCl,20^{o}C}}\ CsNO_{2}+H_{2}O}}} C s N O 3 + 8   H   → Z n , N a O H , 100 o C   C s O H + N H 3 ↑ + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {CsNO_{3}+8\ H\ {\xrightarrow {Zn,NaOH,100^{o}C}}\ CsOH+NH_{3}\uparrow +H_{2}O}}}

Cesi cũng tạo thành hai nitrit axit bất thường, có thể được mô tả như là CsNO3·HNO3 and CsNO3·2HNO3 (nhiệt độ nóng chảy 100 °C và 36–38 °C).