成β-羟基硝基化合物，若失水则生成硝基烯烃。这个反应称为Henry反应。作为亲核碳负离子的给体，硝基甲烷也可以和α,β-不饱和羰基化合物在碱催化下发生共轭加成，称为Michael加成反应。硝基甲烷的衍生物包括三氯硝基甲烷（氯化苦）、三溴硝基甲烷、四硝基甲烷、三硝基甲烷等。常用的缓冲液Tris，即“三羟甲基氨基甲烷”，就是由三羟甲基硝基甲烷经还原得到的。