Дикетопиперазины являются нейтральными веществами: они не образуют солей ни с кислотами, ни с щелочами, не перемещаются в электрическом поле ни к катоду, ни к аноду. При действии разбавленной щелочи на холоду или кислоты при нагревании они легко образуют линейные дипептиды,
Энергичным гидролизом при нагревании дикетопиперазины расщепляются до аминокислот.