氯化钴是红色单斜晶系结晶，易潮解。

熔点86℃，易溶于水，溶于乙醇、醚、丙酮。
氯化钴晶体在室温下稳定，遇热失去结晶水变成蓝色，在潮湿空气中又变为红色。其水溶液加热或加浓盐酸、氯化物或有机溶剂变为蓝色。在30～45℃结晶，开始风化并浊化，在45～50℃加热4h变成四水合物，加热至110℃时变成无水物。具有极弱的毒性。

要注意的是，钴没有放射性，只有医用的钴-60才具有放射性，所以可以放心使用。