Le méthanolate de sodium est préparé en traitant prudemment du méthanol sec avec du sodium :
Na + HOCH3 → NaOCH3 + 1/2 H2
Cette réaction est si exothermique qu'une inflammation est possible. La solution résultante, incolore est souvent utilisée telle quelle comme source de méthanolate de sodium. Cependant, le composé pur peut être isolé par évaporation suivi d'un chauffage pour éliminer les résidus de méthanol. L'eau hydrolyse le méthanolate de sodium donnant de l'hydroxyde de sodium (NaOH) et en fait, le composé commercial est souvent contaminé par de l'hydroxyde. La méthanolate de sodium, et spécialement ses solutions, absorbe le gaz carbonique (CO2) de l'air ce qui en diminue la basicité.
Dans sa forme solide, le méthanolate de sodium est polymérique avec des plans d'ions Na, chacun étant lié à quatre atomes d'oxygène.
La structure et donc la basicité du méthanolate de sodium en solution dépend du solvant. C'est une base significativement plus forte dans le DMSO où il est plus largement ionisé et libre de liaison hydrogène.