Salpetersyre danner en såkalt azeotrop med vann ved 68% konsentrasjon. Det vil si at syren ikke kan konsentreres opp videre fra dette nivået ved bare å koke bort vannet. Den vanligste måten å konsentrere opp salpetersyre til 100% konsentrasjon i laboratoriet, er å destillere den sammen med 98% konsentrert svovelsyre eller magnesiumnitrat i en destillasjonskolbe av borosilikatglass. Svovelsyren vil binde til seg vannmolekylene i salpetersyren, slik at det dannes såkalt rød-rykende salpetersyre i mottakerkolben. Den rødlige fargen skyldes oppløste nitrogenoksider i syren. Nitrogenoksidene kan fjernes med et vakuumapparat. I industrien foregår den videre konsentrasjonen ved å tilsette mer nitrogendioksid-gass som reagerer med vannet og danner mer salpetersyre. Ren, vannfri 100% salpetersyre er en fargeløs væske som har en vekt på 1,513 gram/ml, fryser ved -42 grader C. og koker ved 83 grader C.