氯化锂是白色的晶体，易溶于水，标准状况下溶解度67g/100ml水。也易溶于乙醇、丙酮、吡啶等有机溶剂，但难溶于乙醚，故在制备烃基锂时如果使用氯卤代烃在乙醚中氯化锂可以析出，可以得到游离的烃基锂试剂（溴化锂，碘化锂则与烃基锂构成加合物而起到了稳定剂的效果）。熔点为605℃，沸点为1350℃，晶格能为853 kJ/mol。