Kaaliumnitraadi (KNO₃) struktuursed omadused peegelduvad peamiselt selle kristallstruktuuris, keemilistes sidemetes ja ioonkoostises.
Kristallstruktuur: toatemperatuuril moodustab kaaliumnitraat värvituid, läbipaistvaid ortorombseid või rombikujulisi kristalle ja mõnikord esineb valgete graanulite või kristalse pulbrina. Selle kristallstruktuur kuulub ortorombilisesse kristallisüsteemi, mis koosneb kaaliumioonidest (K⁺) ja nitraadiioonidest (NO3⁻), mis on paigutatud vahekorras 1:1.
Iooniline koostis: Tüüpilise ioonühendina moodustavad kaaliumnitraadi positiivselt laetud kaaliumioonid (K⁺) ja negatiivselt laetud nitraadiioonid (NO3⁻), mis on omavahel seotud elektrostaatilise interaktsiooni (ioonsidemed) kaudu. Tahkes olekus on need ioonid fikseeritud kristallvõres; vees lahustatuna dissotsieeruvad nad täielikult vabalt liikuvateks K⁺ ja NO3⁻ ioonideks. Nitraadiioonide struktuur: nitraadiioonis (NO3⁻) on lämmastikuaatom kovalentselt seotud kolme hapnikuaatomiga, moodustades tasapinnalise kolmnurkse struktuuri. Seda struktuuri võib vaadelda kui tsentraalset lämmastikuaatomit, mis moodustab σ-sidemed kolme hapnikuaatomiga koos delokaliseeritud π-sidemega (suur π-side), tagades, et kolme N-O-sideme sideme pikkused ja sideme energiad on täiesti võrdsed ning millel on suur sümmeetria.
Füüsikaliste omaduste korrelatsioon: selle kristallstruktuur määrab ära mõned füüsikalised omadused, nagu kerge lahustuvus vees (veemolekulid lõhuvad tõhusalt ioonvõre ja lahustumisprotsess on endotermiline, mis viib lahuse temperatuuri languseni), lahustumatus veevabas etanoolis ja dietüüleetris (mittepolaarsed lahustid ei suuda ioonide tõhusalt lahustada (veelahus või nõrgad kristallpinnad) molekulid õhust).
Lisaks ei sisalda kaaliumnitraat kristallisatsioonivett, mistõttu on see veevaba sool. Selle struktuuris olev nitraadiioon annab sellele tugevad oksüdeerivad omadused, mis on keemiline alus selle kasutamisele püssirohu, ilutulestiku ja muude rakenduste valmistamisel.
