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1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮（DMI，CAS：80‑73‑9）属于五元环状脲类极性非质子液体，各项物理参数决定了它作为特种工业溶剂的使用边界，和DMF、NMP等酰胺类溶剂相比，在沸点、凝固点、溶解特性等方面具备自身独特优势，整体为无色透明液态，理化参数稳定，同时带有一定吸湿性。
常温常压下纯品1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮为无色澄清透明液体，没有悬浮物，当储存时间过长或者接触空气发生轻微氧化时，液体会逐步呈现淡黄至浅琥珀色。带有微弱的胺类特征气味，气味强度远低于低级脂肪胺，高纯度样品气味相对柔和。其分子式C₅H₁₀N₂O，分子量114.15，20℃条件下密度约1.054‑1.058 g/cm³，略大于水，液体粘度较低，25℃运动粘度大约1.9 mPa·s，流动性良好，低温环境粘度上升幅度有限，便于管道输送与搅拌反应。
1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮的凝固点（熔点）在7.5‑8.2℃区间，这是实际应用中非常关键的一项物理指标。环境温度低于该温度时，物料会逐步结晶凝固，变成白色固体；温度回升之后重新熔化为透明液体。冬季低温储运条件下很容易出现结晶，属于纯物质正常物理现象，加热熔融之后成分不会发生改变，可以正常使用，但需要生产与储存环节关注环境温度，避免管道、储罐内部凝固堵塞。其常压沸点为222‑226℃，属于高沸点溶剂，挥发速率低，常温下蒸气压很小，25℃蒸气压仅为数帕级别，正常车间环境蒸气浓度不高，加热回流工况才会产生明显蒸汽。闪点约120℃，属于可燃液体，不属于易燃危险品，爆炸区间较窄，但高温遇明火依旧可以燃烧。
1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮的折光指数20℃约1.471‑1.473，可作为快速判断产品纯度的简易参考指标。介电常数较高，25℃约37，作为非质子溶剂，分子没有可自由给出的活泼质子，高介电常数可以解离无机盐阳离子，活化亲核试剂，这也是它适用于亲核取代反应的重要物理基础。
溶解混溶性能是1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮的核心物理特性，可与水完全互溶，任意比例混配不会分层；也能够和甲醇、乙醇、异丙醇等醇类，丙酮、丁酮等酮类，二氯甲烷、氯仿等卤代溶剂完全混溶。对多种树脂、有机中间体、部分金属盐拥有很强溶解能力，能够溶解锂盐、钾盐等无机化合物。但对于石油醚、正己烷、环己烷这类非极性烷烃溶剂互溶度有限，会出现分层现象，该特性可用于产品后处理萃取分离。
1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮具备明显吸湿性，敞口放置会持续吸收空气中的水分，体系含水量逐步升高。对于无水合成工艺，水分会干扰反应结果，因此原料需要密闭储存，必要时采用分子筛、减压干燥进行除水。表面张力25℃约37 mN/m，数值适中，对固体粉料浸润效果好，搅拌过程容易润湿固体反应物，帮助体系形成均一溶液，减少团聚悬浮颗粒。
热物理方面，1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮的比热容与热稳定性良好，液态区间宽，在不达到分解温度前提下，适合长时间回流反应。它的热分解温度高于普通酰胺溶剂，常压下接近沸点温度不会快速分解，只有温度持续进一步升高才会发生热裂解。
实际生产应用中，各项物理性质会受杂质影响，水分、胺类杂质会改变凝固点、密度与粘度，工业级与电子级产品指标存在差异。低温结晶是该物料最容易遇到的问题，结晶之后不可直接低温投料，需要整体加热熔融，混匀后再使用。同时因为沸点高，减压蒸馏是提纯回收1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮的主要手段，依靠真空降低蒸馏温度，避免高温长时间加热带来变质。
1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮是高沸点、中等介电常数、流动性良好的极性非质子溶剂，可与水和多数极性有机溶剂互溶，7‑8℃左右会发生结晶凝固，常温挥发度低，同时具有较强吸湿性。理解上述物理性质，对物料储运、投料操作、反应工艺设计、溶剂回收都有直接指导意义，是精细化工选用该溶剂的重要参考依据。