氯化鈣的電子式是CaCl2，氯化鈣無色立方結晶體，白色或灰白色，有粒狀、蜂窩塊狀、圓球狀、不規則顆粒狀、粉末狀。微毒、無臭、味微苦。吸溼性極強，暴露於空氣中極易潮解。
易溶於水，同時放出大量的熱（氯化鈣的溶解焓爲-176、2cal/g），其水溶液呈微酸性。溶於醇、丙酮、醋酸。與氨或乙醇作用，分別生成CaCl₂·8NH₃和 CaCl₂·4C₂H₅OH絡合物。
低溫下溶液結晶而析出的爲六水物，逐漸加熱至30℃時則溶解在自身的結晶水中，繼續加熱逐漸失水，至200℃時變爲二水物，再加熱至260℃則變爲白色多孔狀的無水氯化鈣。
