L'àcid azelaic és un àcid dicarboxílic alifàtic de cadena recta amb la fórmula molecular C₉H₁₆O₄, que presenta un grup carboxil a cada extrem de la molècula. A causa de l'alta reactivitat d'aquests dos grups carboxil, l'àcid azelaic pateix reaccions típiques d'àcid carboxílic, com ara la neutralització amb bases i l'esterificació amb alcohols, i pot reaccionar encara més amb compostos que contenen grups hidroxil o amino. En condicions de reacció adequades, els dos grups carboxil poden participar en reaccions de manera independent, permetent que l'àcid azelaic funcioni com a monòmer bifuncional en els processos de polimerització.
L'esterificació és una propietat química clau de l'àcid azelaic. En presència d'un catalitzador àcid i calor, reacciona amb alcohols (com l'etanol o el butanol) per produir els corresponents èsters d'azelat i aigua. Com que la molècula conté dos grups carboxil, es poden formar monoèsters o dièsters, depenent de la dosi d'alcohol i les condicions de reacció. Els èsters d'azelat presenten flexibilitat i propietats lubricants, cosa que els fa valuosos en aplicacions com plastificants, lubricants i materials polímers.
L'àcid azelaic també experimenta reaccions de neutralització amb substàncies bàsiques per formar les corresponents sals; per exemple, la reacció amb hidròxid de sodi produeix azelat disòdic. Els seus grups carboxil també poden reaccionar amb certs ions metàl·lics per formar sals de carboxilat, una propietat utilitzada en la preparació de compostos relacionats. En la síntesi de polímers, els dos grups carboxil de l'àcid azelaic poden patir policondensació amb diols; mitjançant la deshidratació, es formen enllaços èster i s'estenen les cadenes moleculars, permetent que l'àcid serveixi com a matèria primera dicarboxílica per a la síntesi de polièster.
En condicions d'emmagatzematge estàndard, l'àcid azelaic és químicament estable i generalment resistent a una descomposició o degradació significativa. Tanmateix, l'exposició a altes temperatures o un escalfament prolongat poden alterar el seu estat físic i les propietats químiques, la qual cosa requereix un control acurat de la temperatura durant el processament. Donada la presència de dos grups carboxil, s'han de gestionar amb cura factors com les proporcions de la matèria primera, les temperatures de reacció i els catalitzadors durant la polimerització, ja que aquestes condicions influeixen directament en la velocitat de reacció, així com en el pes molecular i l'estructura del polímer resultant.