偶氮二異丁腈是一種特別出色的自由基引發劑,加熱至約70°C時會分解放出氮氣并生成自由基(CH3)2CCN,自由基受氰基的影響，較為穩定。它可以與另一個有機底物發生反應，在自身進行湮滅的同時，再生成一個新的自由基，從而引發自由基的鏈反應（見自由基反應）。同時，它也可以兩分子偶聯，生成毒性很強的四甲基丁二腈（TMSN）。
加熱AIBN至100～107°C時熔融并發生急劇分解，放出氮氣與對人體有毒的數種有機腈化合物，同時可能引起爆炸、著火。在室溫下緩慢分解，應在10°C以下貯存。遠離火種，熱源。有毒。在動物的血液、肝臟、腦等組織內代謝成氫氰酸。