氮气是一种无色无味的气体，其熔点为-209.9℃，沸点为-195.8℃。液氮的蒸发温度为77.36K。在标准大气压下，液氮冷却到63.2K时会转变成无色透明的结晶体，液氮的沸点和凝固点之间的温差不到15K。
氮气的相对密度约为0.81（以水为1），相对蒸气密度约为0.97（以空气为1）。氮气的饱和蒸气压在-173℃时为1026.42KPa。氮气的临界温度为-146.9℃，临界压力为3.3978Mpa。因此，只要达到这两个临界点之一，氮气即可液化。在常压下，当温度降至-146.9℃时，氮气可以液化；在常温下，当压力达到3.3978Mpa时，氮气也可以液化。
在自然界中，氮气主要以单质分子氮气的形式存在于大气中，占空气体积的78%。氮在地壳中的含量很少，重量百分比含量为0.0046%，总量约为4×1012吨。动植物体中的蛋白质都含有氮，土壤中也存在硝酸盐，例如KNO₃。在南美洲智利有硝石矿（NaNO₃），这是世界上唯一的这种矿藏，是少见的含氮矿藏。氮在宇宙星际中也有发现，如NH₃、HCN等。
氮素对植物生长发育的影响是显著的。当氮素充足时，植物可以合成较多的蛋白质，促进细胞的分裂和增长，从而使得植物叶面积增长，增加光合作用面积。氮的丰度为1.8×1016，自然界的氮有两种同位素，分别为99.63%和0.365%。详情
