Oxazepam hat den chemischen Namen 7-Chloro-1,3-dihydro-3-hydroxy-5-phenyl-2H-1,4-benzodiazepin-2-on, die Summenformel C15H11ClN2O2 und ein Molekulargewicht von 286,72. Der Schmelzpunkt liegt bei 205 - 206°C. Oxazepam ist ein weisslich-gelbes Pulver (Plumb 2002a), das löslich in Alkohol und Chloroform, jedoch praktisch unlöslich in Wasser ist (O'Neil 2001a).