氯化钴是红色单斜晶系结晶，易潮解。氯化钴固体熔点724℃，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。