硝酸纤维素是一种白色或微黄色纤维状聚合物，无臭、无味，耐水、耐稀酸、耐弱碱和各种油类。不溶于水，溶于酯、丙酮等有机溶剂。
其机械性能取决于分子的大小，较高分子质量的CN制成的膜有较大的弹性，降低分子质量，膜会变脆，它们的抗拉强度会下降。因为它们的微晶结构，硝酸纤维素膜是光学各向异性的，在偏振光中的颜色变化与CN的氮含量有关。含11.4%N的CN呈暗红色，含12.0% -12.6%的CN为蓝色到绿色，含11.5% -11. 8%的CN呈黄色。CN的折射率为1.51，最大光投射达到313nm。暴露在太阳光，尤其是紫外光下，对硝纤膜有不利影响，会使它发黄变脆。溶剂、软化剂和树脂可加速或阻止发黄。
