リボフラビンは精製された固体の状態では黄橙色の結晶線粉末で、わずかに臭いと苦味がある。水や塩化ナトリウム水溶液などの極性溶媒に溶け、アルコールにもわずかに溶ける。クロロホルム、ベンゼン、アセトンなどの非極性または弱極性有機溶媒には溶けない。リボフラビンは、溶液中または粉末として乾燥保存している間は、光にさらされなければ熱に安定である。加熱して分解すると、一酸化窒素を含む有毒ガスを放出する。