氮化硅陶瓷材料具有出色的耐热性能，在常压下，氮化硅（Si3N4）没有明确的熔点，它于1870℃左右直接分解，能够耐氧化至1400℃，实际使用温度通常不超过1200℃。超过1200℃，氮化硅的力学强度会显著下降。
其热膨胀系数较小，介于2.8至3.2×10-6/℃之间，这意味着它在高温环境下表现出良好的稳定性。氮化硅还具有较高的导热系数，能够有效地抵抗热冲击。即使从室温加热至1000℃，也不会因热冲击而开裂。
此外，氮化硅的摩擦系数非常低，大约为0.1，比加油的金属表面（摩擦系数约为0.1-0.2）更光滑。这使得氮化硅具有良好的自润滑性能。
氮化硅化学性质非常稳定，除了与氢氟酸反应外，它几乎不与其他无机酸反应。在800℃的干燥气氛中，氮化硅不会与氧气发生反应，但在800℃以上，氮化硅会在表面生成氧化硅膜，随着温度升高，氧化硅膜逐渐变得更加稳定。在1000℃左右，氮化硅可以与氧气生成一层致密的氧化硅膜，并保持基本稳定至1400℃。
氮化硅硬度极高，仅次于金刚石、立方氮化硼、碳化硼和碳化硅，具有出色的耐磨损性能。作为一种共价键化合物，氮化硅不易于致密成型，有时需要添加助剂来提高其密度。其密度大约为3.4g/cm3，低于钢（密度约为7.85g/cm3）但高于钛合金（密度约为4.5g/cm3）。
由于氮化硅脆性较大，通常通过添加氮化硅纤维来增强其韧性，从而确保其在高温下的强度稳定。