Primidon ist ein 2-Deoxybarbiturat mit dem chemischen Namen 5-ethyldihydro-5-phenyl-4,6(1H,5H)-pyrimidinedion und der Summenformel C12H14N2O2 (O'Neil 2001a). Das weisse, kristalline Pulver ist geruchlos und bitter im Geschmack (Boothe 2001b). Der Schmelzpunkt liegt bei 279° - 284°C und das Molekulargewicht beträgt 218,25 g/mol. Die Löslichkeit in Wasser ist mit 600 mg/100 ml bei 37°C (NCBI 2011a), bzw. 1000 mg/2000 ml (Plumb 2011a) gering. Die Löslichkeit in Alkohol beträgt 1000 mg/200 ml (Plumb 2011a).