NaHCO3là chất dễ bị nhiệt phân. Phản ứng nhiệt phân xảy ra:
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
Giải thích chi tiết: Tất cả các muối hidrocacbonat (HCO3)-đều kém bền nhiệt và bị phân hủy khi đun nóng. Các muối cacbonat không tan (trừ muối amoni) cũng đều bị phân hủy bởi nhiệt, duy chỉ có muối cacbonat của kim loại kiềm là không bị nhiệt phân hủy.