Nombrada así por el latín que significa «agua real», esta mezcla volátil pasa de ser incolora a un ardiente amarillo anaranjado a los pocos segundos de su preparación. Para un mayor efecto dramático, emite vapores vigorosos. Como sus componentes son tan volátiles, suele mezclarse inmediatamente antes de su uso. Si se deja durante un período de tiempo, el ácido nítrico y el clorhídrico concentrados reaccionan juntos para formar productos como el cloruro de nitrosilo y el cloro – ninguno de los cuales se quiere colgar.

Como era de esperar de dos ácidos fuertes y concentrados, el agua regia es increíblemente corrosivo. De hecho, ha sido el culpable de varias explosiones en laboratorios, normalmente debido a un mal manejo de los productos químicos. En 2015, una botella de residuos de vidrio explotó en un laboratorio de enseñanza de la Universidad Tecnológica de Texas: un estudiante había vertido accidentalmente residuos de ácido nítrico en una botella que ya contenía ácido clorhídrico, metanol y dimetilglioxina. Las reacciones que se produjeron provocaron un aumento de la presión y una pequeña explosión. Por suerte, nadie resultó gravemente herido.

El uso principal del agua regia es la producción de ácido cloroaúrico, el electrolito del proceso Wohlwill para refinar el oro. Aunque el oro es un metal típicamente inerte, se disuelve en el agua regia debido a la acción única de los ácidos nítrico y clorhídrico. El ácido nítrico es un potente agente oxidante, capaz de convertir pequeñas cantidades de oro en su forma iónica, Au3+. Una vez que esta forma iónica está presente en la solución, el ácido clorhídrico proporciona una fuente de aniones de cloro que reaccionan con los cationes de oro para formar aniones de tetracloroaurato(III). Como la reacción con el ácido clorhídrico es una reacción de equilibrio que favorece la formación de aniones de cloroaurato (AuCl4-), los iones de oro se eliminan de la solución dejando espacio para que se produzca más oxidación. Y como la solución es tan ácida, los aniones cloroaurato se protonan rápidamente para formar ácido cloroaúrico. Con este método es posible producir oro con una pureza del 99,999%. Por su reactividad y fuerza, el agua regia también puede disolver el platino de forma similar.

El agua regia también es útil para limpiar en profundidad los tubos utilizados en la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN). Es muy eficaz en este sentido, ya que puede eliminar todos los rastros del elemento paramagnético cromo, que puede contaminar los espectros y arruinar la investigación.

Quizás el uso más famoso del agua regia fue en 1940 en el Instituto Niels Bohr de Dinamarca. Hitler acababa de invadir y sus fuerzas se acercaban rápidamente. El químico George de Hevesy tenía un problema. En su laboratorio tenía dos medallas del premio Nobel, sacadas de contrabando de Alemania en nombre de Max von Laue y James Franck. Si los encontraban, se enfrentarían a un severo castigo. Pensando rápido, de Hevesy colocó las medallas en una solución de agua regia. Cuando los nazis entraron en el laboratorio, pasaron por alto el vaso de precipitados pensando que no tenía importancia. Sorprendentemente, cuando de Hevesy regresó después de la guerra, encontró el vaso de precipitados intacto. Precipitó el oro disuelto y lo devolvió a la Sociedad Nobel, que volvió a fundir las medallas en su oro original.