Długość wiązania N–O wynosi 1,284 Å.
Zastosowanie TEMPO jako organokatalizator class=skin-invert-image|lewo|mały|308x308px|Schemat przedstawiający uogólniony cykl katalityczny utleniania alkoholi za pomocą rodnika TEMPO Stabilne rodniki nitroksylowe (pochodne TEMPO) znalazły szereg zastosowań, przede wszystkim jako organokatalizatory. Utlenianie pierwszo- i drugorzędowych alkoholi do odpowiednich aldehydów, ketonów czy kwasów karboksylowych jest jedną z fundamentalnych transformacji w chemii organicznej. Znanych jest wiele agresywnych utleniaczy takich jak odczynnik Jonesa (roztwór trójtlenku chromu w rozcieńczonym kwasie siarkowym i acetonie), czy PCC (z – chlorochromian pirydyny, odczynnik Corey’a). Takie związki chemiczne są jednak nieselektywne, utleniają wszystkie dostępne grupy funkcyjne, w rezultacie prowadząc do mieszaniny produktów. Dlatego też jako alternatywa w stosunku do tych odczynników, stabilne rodniki nitroksylowe znalazły szerokie zastosowanie jako katalizatory tych transformacji.