六甲基磷酰三胺的分子量為179.20，是一種無色透明液體，微帶有氨味。其相對密度在20℃/4℃下為1.03，凝固點為7.2℃，沸點為233℃，折射率為1.4582。它能夠溶解于水、醇、醚、酯、酮、苯、烴、鹵代烴等多種極性和非極性溶劑。雖然它可以與水混溶，但與氯仿等物質能夠形成絡合物。