Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyagstandardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.
Apirimidin egynitrogéntartalmúheterociklusos vegyület. Színtelen, kristályos,vízben jól oldódik. Számos természetesszerves vegyület alapváza. Gyengebázis, lényegesen gyengébb, mint például apiridin.Aromás vegyület, aromás jellegével magyarázható nagy stabilitása. Oxidálószerekkel szemben ellenálló. A gyűrűje két nitrogénatomot tartalmaz, ezek erősen elektronszívó hatásúak, emiatt a pirimidin nem hajlamos az aromás vegyületekre jellemző elektrofilszubsztitúciókra. A pirimidin gyűrűjében a két nitrogénatom 1,3-helyzetben található.
A pirimidinnek számos jelentős származéka létezik. Fontos természetes pirimidinszármazékok azuracil, atimin és acitozin, ezek anukleinsavak építőkövei. Pirimidingyűrűt tartalmaz avitaminok közül a B1-vitamin, atiamin is.
A barbitursav nemcsak pirimidinszármazéknak, hanem akarbamid acilezett származékának,ureidnek is tekinthető. Gyengén savas, szilárd vegyület. Az oxo-enoltautomériához hasonlólaktám-laktim tautomériát mutat. A savas jelleg laktim alakban a hidroxilcsoportokkal magyarázható. Laktám alakban a két karbonilcsoportja közt található metiléncsoport (-CH2) válik a karbonilcsoportok elektronvonzása miatt savas jellegűvé.
Származékai, abarbitálok (például a fenil-etil-barbitál vagy fenil-etil barbitursav) fontos altató- és nyugtatószerek. A 20. század elején veronál néven forgalmazták.
A pirimidinbázisok a nukleinsavak építőkövei, a nukleinsavak hidrolízisekor keletkeznek. A pirimidinbázisok azuracil, acitozin és atimin. AzRNS-ben a citozin és az uracil fordul elő, az uracilt aDNS-ben a metilszármazéka, a timin helyettesíti. A pirimidinbázisok is laktám-laktim tautomériát mutatnak. A DNS-ben a pirimidinbázisok purinbázisokkal alkotnak párt, a citozin aguaninnal, a timin azadeninnel.
Atiamin vagy aneurin a B-vitaminok közé tartozó vitamin (B1-vitamin). A vitaminok közül ezt fedezték fel elsőként. Majdnem minden növényi és állati szervezetben előfordul. A pirimidingyűrű melletttiazolgyűrűt is tartalmaz, a tiazolgyűrű metiléncsoporton keresztül kapcsolódik a pirimidingyűrűhöz. A tiazolgyűrűn a kapcsolódási hely a nitrogénatom, a tiamin mindig pozitív töltésű (kvaterner tiazoliumsó). A tiaminhidroxilcsoportjánpirofoszforsavval észteresített származéka atiamin-pirofoszfát, ami egyes dekarboxiláz-enzimek koenzimje.