叠氮酸的结构为HN3。

在HN3分子中，两个N-N键的夹角为171°，H-N键与靠近H的N-N键间的夹角约为109°，显然靠近H原子的第1个是sp2杂化的，第二个N原子是sp杂化的，端位的N原子不杂化。原因是分子中有一个离域π键。

与氢相连的第一个N原子给出1个电子，第二个N原子给出两个电子，第三个N给出1个电子形成一个三中心四电子的大π键。HN3中N原子的平均氧化数为-1/3。