硫酸鈣為白色結晶性粉末，無臭，具澀味，密度2.960克/立方厘米，微溶于水、甘油，不溶于乙醇。具有吸濕性，通常含有2個結晶水，128℃失去1分子結晶水，163℃全部失水，自然界中以石膏礦形式存在。分子量為136.14，為無色單斜晶系，天然產的因含有不純物稍帶青色，也有準安定單斜晶系，在1193℃時轉為單斜晶系。解離壓：1200攝氏度時為400帕，1360攝氏度時為5400帕。折射率α：1.570；β：1.575；γ：1.614。硬度2.5-3.5，光軸角為+42°，線膨脹系數（12～25攝氏度時）為0.000025每攝氏度。彈性模數為3600牛頓每平方毫米，壓縮系數為2.45-1.53×106兆帕每平方厘米，磁化率為-49.7。