Względna masa cząsteczkowa 140,28. Szary, biały lub prawie biały. Jest to związek nierozpuszczalny w wysokiej temperaturze, bez temperatury topnienia, o dużej odporności na pełzanie w wysokiej temperaturze. Temperatura mięknienia pod obciążeniem reakcji-spiekanego azotku krzemu bez spoiwa przekracza 1800 stopni; układ sześciokątny. Kryształ ma sześciokątny kształt. Gęstość Si3N4 wytworzonego w wyniku spiekania reakcyjnego wynosi 1,8 ~ 2,7 g/cm3, a gęstość Si3N4 otrzymanego w wyniku prasowania na gorąco wynosi 3,12 ~ 3,22 g/cm3. Twardość Mohsa wynosi 9 ~ 9,5, twardość Vickersa wynosi około 2200, a mikrotwardość wynosi 32630 MPa. Temperatura topnienia jest bardzo wysoka i może przekraczać 2000 stopni. Ciepło właściwe 0,71 J/(g-K).
Ciepło tworzenia -751,57 kJ/mol. Przewodność cieplna wynosi (2-155) W/(m-K). Współczynnik rozszerzalności liniowej wynosi 2,8 ~ 3,2 × 10-6/stopień (20 ~ 1000 stopni). Nierozpuszczalny w wodzie. Rozpuszczalny w kwasie fluorowodorowym.
Temperatura, w której rozpoczyna się utlenianie w powietrzu, wynosi 1300 ~ 1400 stopni. Rezystywność wolumetryczna wynosi 1,4 × 105 m przy 20 stopniach i 4 × 108 m przy 500 stopniach. Moduł sprężystości wynosi 28420 ~ 46060 MPa. Wytrzymałość na ściskanie wynosi 490 MPa (spiekanie reakcyjne). Reaguje z azotkiem wapnia, tworząc krzemek wapnia w temperaturze 1285 stopni i redukuje metal przejściowy w temperaturze 600 stopni, uwalniając tlenki azotu. Wytrzymałość na zginanie wynosi 147 MPa. Można go wytworzyć przez ogrzewanie proszku krzemowego w azocie lub reakcję halogenku krzemu z amoniakiem. Rezystywność wynosi 10^15-10^16Ω.cm. Może być stosowany jako surowiec do ceramiki wysokotemperaturowej.