Es un compuesto covalente, no ramificado, formado por un esqueleto de átomos de carbono rodeado por átomos de hidrógeno. La cadena tiene forma de zig-zag, con ángulos aproximados de 108°.

A la derecha, se observan dos modelos de la molécula de nonano: el esqueleto carbonado (arriba) y una representación de la molécula usando el modelo de bolas y varillas.

Es un líquido poco volátil que arde con facilidad. Su densidad en estado líquido es menor que la del agua, siendo muy poco soluble en ella. Se disuelve bien en disolventes orgánicos, como alcohol, acetona, tetracloruro de carbono.

• Combustión, con formación de dióxido de carbono y agua:

${\displaystyle C_{9}H_{20}\ +14\ O_{2}\longrightarrow 9\ CO_{2}\ +\ 10\ H_{2}O}$ 

• Halogenación (bromación) en presencia de luz visible o ultravioleta, y a temperatura elevada:^[4]​

${\displaystyle C_{9}H_{20}\ +\ Br_{2}\longrightarrow C_{9}H_{19}Br\ +\ HBr}$ 

• Por pirólisis se obtiene una mezcla de alcanos de cadena más corta, alquenos e hidrógeno.
• Pirólisis al vapor, cracking, cracking hidrolítico y cracking catalítico son otras reacciones en las que se consigue obtener moléculas más pequeñas.^[4]​

Hay 33 posibles isómeros de cadena de diferente longitud y ramificación, aunque sólo 10 de ellos han sido encontrados y se conocen algunas de sus propiedades:

• n-nonano
• 2-metiloctano; 3-metiloctano y 4-metiloctano.
• 3-etilheptano y 4-etilheptano.
• 2,2-dimetilheptano; 2,3-dimetilheptano; 2,4-dimetilheptano; 2,5-dimetilheptano; 2,6-dimetilheptano.
• 3,3-dimetilheptano; 3,4-dimetilheptano; 3,5-dimetilheptano.
• 4,4-dimetilheptano.
• 3-etil-2-metilhexano y 3-etil-3-metilhexano.
• 4-etil-2-metilhexano y 3,3-dietilpentano 2,2,3-trimetilhexano; 2,2,4-trimetilhexano; 2,2,5-trimetilhexano.
• 2,3,3-trimetilhexano, 2,3,4-trimetilhexano y 2,3,5-trimetilhexano.
• 3,3,4-trimetilhexano.
• 3-etil-3-metilpentano.
• 2,2,3,3-tetrametilpentano, 2,2,4,4-tetrametilpentano.
• 2,2,3,4-tetrametilpentano, 2,3,3,4-tetrametilpentano.
• 3-etil-2,2-dimetilpentano, 3-etil-2,3-dimetilpentano y 3-etil-2,4-dimetilpentano.

Se obtiene por destilación fraccionada del petróleo o del gas natural. También puede obtenerse por acoplamiento de halogenuros de alquilo con compuestos organometálicos, como la reacción entre el dietilcuprato de litio con 1-bromoheptano:^[5]​ ${\displaystyle \scriptstyle CH_{3}-CH_{2}-CuLi-CH_{2}-CH_{3}\ +\ Br-CH_{2}-(CH_{2})_{5}-CH_{3}\longrightarrow CH_{3}-(CH_{2})_{7}-CH_{3}\ +\ CH_{3}-CH_{2}-Cu\ +\ LiBr}$ 

• Alcanos superiores

• MSDS at Oxford University
• List of isomers of nonane