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。吸濕性極強，暴露于空氣中極易潮解。易溶于水，同時放出大量的熱（氯化鈣的溶解焓為-176.2cal/g），其水溶液呈微堿性。溶于醇、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為六水物，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℃時變為二水物，再加熱至260℃則變為白色多孔狀的無水氯化鈣。