A menudo se encuentra como impureza en muestras de pentacloruro de niobio, un reactivo común en la química del niobio.
En estado sólido, la esfera de coordinación del niobio es un octaedro distorsionado.
Los enlaces Nb-O y Nb-Cl son desiguales.
Esta estructura puede describirse como un núcleo Nb2Cl6 planar conectado por puentes O-Nb-O.
[2][3] En fase gaseosa, por encima de 320 °C, el espectro Raman es coherente con un monómero piramidal que contiene un doble enlace niobio-oxígeno.