硝酸分子為平面共價分子，中心氮原子sp2雜化，未參與雜化的一個p軌道與兩個端氧形成三中心四電子鍵 。硝酸中的羥基氫與非羥化的氧原子形成分子內氫鍵，這是硝酸酸性不及硫酸、鹽酸，熔沸點較前兩者低的主要原因 。
鍵長：
O-N：119.9pm；O'-N：121.1pm；O-H：96.4pm；N-OH：140.6pm。
鍵角：
O'-N-O：130.27°；O-N-OH：113.85°；O'-N-OH：115.88°；N-O-H：102.2°。
1、摩爾折射率：9.60
2、摩爾體積（cm3/mol）：38.8
3、等張比容（90.2K）：107.4
4、表面張力（dyne/cm）：58.6
5、極化率（10-24cm3）：3.80