Физические и химические свойства этих соединений весьма разнообразны и, как и в других классах органических соединений, изменяются в гомологических рядах с определенной закономерностью. Общая и важная для представления о возможностях отравления этими веществами черта — их малая летучесть: это либо высококипящие жидкости, либо кристаллические вещества.
Мононитросоединения горят, но не взрывают. Полинитросоединения взрывают при ударе и детонации. Нитросоединения могут восстанавливаться через ряд промежуточных веществ в аминосоединения. Не гидролизуются при действии воды.
Аминосоединения, содержащие аминогруппу в кольце, — значительно менее сильные основания, чем амины жирного ряда и аммиак. Со слабыми кислотами, например с угольной, они солей не образуют; соли сильных кислот в водном растворе вследствие гидролиза имеют кислую реакцию. Реакции анилина и его гомологов, как первичных, так и вторичных аминов, в большинстве аналогичны реакциям первичных и вторичных аминов жирного ряда. При взаимодействии с HNO2 первичные ароматические амины образуют сравнительно устойчивые при низких температурах диазосоединения. Для первичных ароматических аминов характерна также реакция ацилирования, т. е. замещения водорода аминогруппы остатком карбоновой кислоты. Аминосоединения легко окисляются; при этом получаются хиноны или их производные; восстановление происходит с трудом.