化學式 N2O3。深藍色揮發性液體；熔點－102℃，沸點3..5℃，密度1.447克／厘米3(2℃)。三氧化二氮固態時穩定，至－2℃開始離解為NO2和NO，至25℃即有90％分解。三氧化二氮是亞硝酸酐，與水作用即生成亞硝酸：

N2O3+H2O─→2HNO2

溶於堿液則形成亞硝酸鹽。三氧化二氮可由NO2和NO氣體混合物冷卻到－21℃凝聚而得，也可由硝酸與淀粉共熱，或逐滴加硝酸於三氧化二砷中制取。