化學式N2O5。白色斜方晶體；相對密度1.624(18℃)，，熔點30℃；47℃時分解。易潮解揮發，極不穩定，揮發時即分解為NO2和O2，有時隨分解發生爆炸。固態時成為硝離子硝酸鹽NO2+NO3-的結構，因而熔點很高。氣體分子結構如右。溶於熱水生成硝酸：
N2O5+H2O─→2HNO3
故稱為硝酸酐。可用 五氧化二磷使硝酸脫水或用 臭氧氧化 二氧化氮制得：2HNO3+P2O5─→N2O5+2HPO3
2NO2+O3─→N2O5+O2
五氧化二氮為強氧化劑，可使氮氧化為二氧化氮，能與很多有機化合物激烈作用。