Phần này trình bày các tính chất quan trọng của cây nhị phân. Giả sử ta có cây nhị phân như sau:

Các tính chất chính
- Số nút tối đa tại cấp độ 'l': 2l-1. Ở đây cấp độ là số nút trên đường đi từ gốc đến nút, tính cả gốc. Cấp độ gốc = 1.
- Số nút tối đa của cây nhị phân chiều cao h: 2h - 1. Chiều cao là số nút tối đa trên đường gốc-đáy. Cây 1 nút có chiều cao = 1.
- Chiều cao tối thiểu của cây nhị phân n nút: log₂(n+1). Nếu coi chiều cao lá = 0, công thức: log₂(n+1) - 1.
- Cây nhị phân có L lá: có ít nhất log₂(L+1) cấp độ.
- Nếu mỗi nút có 0 hoặc 2 con: số nút lá luôn lớn hơn số nút có 2 con đúng 1 đơn vị.
Lưu ý: Vì cây nhị phân là một loại cây, nó có tất cả tính chất của cây trong lý thuyết đồ thị.