В настоящей работе методом ЭПР проведена идентификация парамагнитных центров, образующихся в TlNO3 при γ-облучении при 77 и 300 К. Определены их спектроскопические характеристики, которые соответствуют радикалам NO3 и NO2. Парамагнитный центр NO3 отнесен к радикалу NO3 (В), термически устойчивому при 77 К. Радикалы NO3 (В) существуют в двух формах – I и II, которые отличаются пространственной ориентацией. Изучены накопление парамагнитных центров NO3 и NO2, термическая стабильность NO3, а также спектры оптического отражения поликристаллических образцов TlNO3. Определены конечные продукты радиолиза нитрата таллия, которыми являются ионы нитрита и пероксонитрита.