正丁基锂（n-BuLi）与水和其它质子溶剂会剧烈反应，其溶液暴露于空气或湿气时易起火。必须严格在氮气或氩气保护下储存于阴凉干燥的密闭环境中。
化学反应
正丁基锂（n-BuLi）作为一个强碱，能够作为含活泼氢底物的锂化试剂，也能用于锂-卤交换反应或锂-金属转移金属化反应。
作为异丁基锂和叔丁基锂的同类物质，正丁基锂的碱性和反应活性都较差一些，但对于含活泼氢的底物，却是一个有效的脱质子试剂，特别是当形成的是杂原子阴离子或形成的碳阴离子能够被共轭效应稳定(如阴离子在sp碳上)时。因而，多种含氧、氮、磷的有机底物，以及茚、三苯甲烷、乙烯基苯或甲基杂芳环化合物(如吡啶、喹啉等)等含苯基的底物，能够很容易与正丁基锂反应形成锂盐。
特性
极强的碱性： 正丁基锂是已知最强的有机碱之一（pKa ~ 50），远超胺类（pKa ~ 35-38）和醇盐（pKa ~ 15-18）。它能轻易去质子化酸性非常弱的C-H键（如末端炔烃、活性亚甲基、某些芳香环）。
极强的亲核性： 碳负离子(C₄H₉⁻)具有极强的供电子能力，能快速进攻亲电位点，如羰基碳、卤代烃等。
强还原性： 可将某些化合物（如二硫化物）还原。
高度易燃易爆：这是最重要的特性！ n-BuLi对空气（氧气、水汽、二氧化碳）极其敏感，遇水剧烈反应生成可燃的丁烷并放热，遇空气可能自燃。其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。
腐蚀性： 对皮肤、眼睛有强腐蚀性。
猝灭方法
反应结束后，体系中正丁基锂试剂的淬灭应在低温（0℃）搅拌充分条件下，控温向反应体系中缓慢滴过量的加饱和的氯化铵水溶液或稀盐酸/稀醋酸。