La formula chimica dell'acido nitrico è NHO3. La molecola ha un atomo di azoto centrale che è legato in una formazione triangolare a tre atomi di ossigeno.
Uno degli atomi di ossigeno è legato all'atomo di azoto, uno è a doppio legame e uno è legato all'azoto con un legame aggiuntivo a un singolo atomo di idrogeno. Tutti gli atomi sono sullo stesso piano. L'acido nitrico è polare, poiché l'atomo di azoto centrale è caricato positivamente, mentre l'atomo di ossigeno solitario a legame singolo è caricato negativamente. Questo rende l'acido nitrico solubile in acqua. Tuttavia, l'acido nitrico reagisce anche con l'acqua per generare calore.