蓝绿色斜方晶系晶体。相对密度2.54。在潮湿空气中易潮解，在干燥空气中易风化。本身由于离子极化和姜-泰勒效应而呈平面四方形结构，而不像其他过渡金属二氯化物（如氯化亚铁）呈正四面体结构。易溶于水，溶于醇和氨水、丙酮。
在乙醚，乙酸乙酯中也有一定溶解性，故在有机反应中为常用的催化剂（尤其是碳氢活化反应）。其水溶液呈弱酸性。加热至100℃失去2个结晶水，但高温下易水解而难以得到无水盐。
从氯化铜水溶液生成结晶时，在26～42℃得到二水物，在15℃以下得到四水物，在15～25.7℃得到三水物，在42℃以上得到一水物，在100℃得到无水物。