無水氯化鈣為白色多孔狀熔塊或顆粒。易潮解。熔點為782℃，密度為2.15g/cm3，沸點高于1600℃，易溶于水并放出大量的熱，也溶于乙醇和丙酮。常見的是六水合氯化鈣CaCl2·6H2O，無色三方晶體，易潮解，有苦咸味，Chemicalbook密度1.71g/cm3，29.92℃溶于結晶水。加熱至30℃時失去四個分子水而成二水合物(CaCl2·2H2O)，系白色多孔而有吸濕性的固體，繼續加熱可生成一水合物。溫度高于200℃時，完全失水而成吸濕性很強的無水氯化鈣。