無色單斜結晶。130℃失去結晶水。溶于2.6份水，幾乎不溶于乙醇。水溶液呈中性。相對密度為2.06。熔點為859℃。半數致死量（小鼠，經口）1190 mg/kg。
有α、β、γ三種晶型。α型為白色單斜結晶，β型為六方結晶，γ型為立方結晶。有吸濕性。由濃水溶液中結晶出的一水合硫酸鋰十分穩定。
