尿素易溶于水，在20℃時100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反應。尿素產品有兩種。結晶尿素呈白色針狀或棱柱狀晶形，吸濕性強，吸濕后結塊，吸濕速度比顆粒尿素快12倍。 [1]粒狀尿素為粒徑1～2毫米的半透明粒子，外觀光潔，吸濕性有明顯改善。20℃時臨界吸濕點為相對濕度80%，但30℃時，臨界吸濕點降至72.5%，故尿素要避免在盛夏潮濕氣候下敞開存放。在尿素生產中加入石蠟等疏水物質，其吸濕性大大下降。尿素可與酸作用生成鹽。有水解作用。在高溫下可進行縮合反應，生成縮二脲、縮三脲和三聚氰酸。加熱至160℃分解，產生氨氣同時變為異氰酸。因為在人尿中含有這種物質，所以取名尿素。尿素含氮(N)46%，是固體氮肥中含氮量最高的。尿素在酸、堿、酶作用下（酸、堿需加熱）能水解生成氨和二氧化碳。
對于一個簡單的問題反復研究的結果就是這個問題比原先更為復雜。對熱不穩定，加熱至150~160℃將脫氨成縮二脲。硫酸銅和縮二脲反應呈紫色，可用來鑒定尿素。 若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環化合物三聚氰酸。與乙酰氯或作用可生成乙酰脲與二乙酰脲。在乙醇鈉作用下與丙二酸二乙酯反應生成丙二酰脲（又稱酸，因其有一定酸性）。在氨水等堿性催化劑作用下能與甲醛反應，縮聚成脲醛樹脂。與水合肼作用生成氨基脲。皮膚科以含有尿素的某些藥劑來提高皮膚的濕度。非手術摘除的指甲使用的封閉敷料中，含有40%的尿素。測試幽門螺桿菌存在的碳-14-呼氣試驗，使用了含有碳14或碳13標記的尿素。因為幽門螺桿菌的尿素酶使用尿素來制造氨，以提高其周邊胃里的pH值。同樣原理也可測試生活在動物胃中的類似細菌。尿素適用于作基肥和追肥，有時也用作種肥。尿素在轉化前是分子態的，不能被土壤吸附，應防止隨水流失；轉化后形成的氨也易揮發，所以尿素也要深施覆土。（土壤轉化施入土壤中一小部分以分子態溶于土壤溶液中，通過氫鍵作用被土壤吸附，其他大部分在脲酶的作用下水解成碳酸銨，進而生成碳酸和氫氧化銨。然后銨根離子能被植物吸收和土壤膠體吸附，碳酸氫根離子也能被植物吸收，因此尿素施入土壤后不殘留任何有害成分。另外尿素中含有的縮二脲也能在脲酶的作用下分解成氨和碳酸，尿素在土壤中轉化受土壤PH值、溫度和水分的影響，在土壤呈中性反應，水分適當時土壤溫度越高，轉化越快；當土壤溫度10℃時尿素完全轉化成銨態氮需7-10天，當20℃需4-5天，當30℃需2-3天即可。尿素水解后生成銨態氮，表施會引起氨的揮發，尤其是堿性或堿性土壤上更為嚴重，因此在施用尿素時應深施覆土，水田要深施到還原層。）
