自由基使得四氟肼在高温下略显深蓝色。正因为自由基的存在，使得四氟肼能发生许多相关的反应：四氟肼与水缓慢反应并产生肼和氟化氢：四氟肼可以用作火箭燃料中的高能液体氧化剂。这项应用于1959年时提出。四氟肼也能与路易斯酸反应形成加合物，例如它与五氟化锑能形成NF·2SbF和NF·3SbF两种加合物。在低温下后者与二氧化硫反应能转换为前者。核磁共振表明，NF·2SbF实际上是离子化合物NFSbF。