Układ przestrzenny cząsteczki z odchylonym pod kątem 75° względem nitroaminosulfoanilidu podstawnikiem fenylowym w pozycji O5 jest stabilizowany przez wewnątrzcząsteczkowe wiązanie wodorowe pomiędzy grupą NH a atomem tlenu. Spójność kryształu nimesulidu jest wynikiem wzajemnych oddziaływań wiązania i sił van der Waalsa.

Właściwości chemiczne Główną chemiczną własnością nimesulidu oraz jego głównego metabolitu hydroksynimesulidu jest potencjał antyoksydacyjny, przy czym w przypadku rodnika hydroksylowego hydroksynimesulid jest słabszym zmiataczem niż nimesulid, natomiast w przypadku rodnika ponadtlenkowego jest odwrotnie.

Pod wpływem światła ultrafioletowego nimesulid ulega hydrolizie na 2-fenoksy-4-nitroanilinę i kwas metanosulfonowy:

Pod wpływem prądu elektrycznego grupa nitrowa nimesulidu ulega redukcji do grupy nitrozowej:

Mechanizm działania thumb|Mechanizm działania niesterydowych leków przeciwzapalnych1 – centralny układ nerwowy,2 – układ kostno stawowy,3 – naczynia krwionośne,IL-6 – interleukina 6,MMP – metaloproteinazy,COX – cyklooksygenaza,NO – tlenek azotu,eTHC – endokannabinoidy,MAO – szlak przekaźnictwa monoaminoergicznego,PSS – szlak przekaźnictwa cholinergicznego