La fórmula química para el ácido nítrico es NHO3. La molécula tiene un átomo de nitrógeno central que está unido en forma triangular a tres átomos de oxígeno.
Uno de los átomos de oxígeno está unido al átomo de nitrógeno, uno tiene un enlace doble y uno está unido al nitrógeno con un enlace adicional a un solo átomo de hidrógeno. Todos los átomos están en el mismo plano. El ácido nítrico es polar, ya que el átomo de nitrógeno central está cargado positivamente, mientras que el único átomo de oxígeno con enlace simple está cargado negativamente. Esto hace que el ácido nítrico sea soluble en agua. Sin embargo, el ácido nítrico también reacciona con el agua para generar calor.