偶氮二异丁腈是一种特别出色的自由基引发剂,加热至约70°C时会分解放出氮气并生成自由基(CH3)2CCN,自由基受氰基的影响，较为稳定。它可以与另一个有机底物发生反应，在自身进行湮灭的同时，再生成一个新的自由基，从而引发自由基的链反应（见自由基反应）。同时，它也可以两分子偶联，生成毒性很强的四甲基丁二腈（TMSN）。
加热AIBN至100～107°C时熔融并发生急剧分解，放出氮气与对人体有毒的数种有机腈化合物，同时可能引起爆炸、着火。在室温下缓慢分解，应在10°C以下贮存。远离火种，热源。有毒。在动物的血液、肝脏、脑等组织内代谢成氢氰酸。