二元羧酸除可以發生羧基的所有反應外，由于分子中兩個羧基的相互影響，具有某些特殊性質。二元羧酸對熱不穩定，當加熱這類羧酸時，隨著兩個羧基間碳原子數的不同，可發生不同的反應。有的發生脫羧反應，有的發生脫水反應，有的脫羧反應與脫水反應同時進行。
⑴脫羧反應：乙二酸、丙二酸受熱時，發生脫羧反應，生成少1個碳原子的一元羧酸。
⑵脫水反應：丁二酸、戊二酸加熱時分子內不發生脫羧反應而發生脫水反應，生成環狀的酸酐。
⑶同時脫羧脫水反應：己二酸、庚二酸在氫氧化鋇存在下加熱時，則分子內脫水和脫羧生成環酮。
例如：含8個以上碳原子的酯肪二元酸受熱時，不能發生上述反應生成大于六元的環酮，而是分子間脫水，生成高分子鏈狀的縮合酸酐。這說明，在有可能形成環狀化合物的條件下，都有一種形成張力較小的五元環或六元環的趨勢。