MT構象較堅固，具有較強的耐熱性，生物學性質穩定，同時抗酶解，而且蛋白質氨基酸排列有重復性，在氨基酸鏈斷掉一部分后仍會有活性。 MT所有的半胱氨酸以還原狀態出現。
一般來說，哺乳動物的MT分子量為6000～7000道爾頓，但去金屬后即硫蛋白分子量為6000道爾頓左右，而真核微生物的MT分子量范圍較大，為2000～10000道爾頓，如從粗糙脈孢菌中分離出來的MT分子量為2500道爾頓左右，酵母菌中分離得到的MT分子量為8000～10000道爾頓。高等植物的MT的分子量為10000～13800道爾頓。MT的等電點pI一般在4左右，如哺乳動物MT的等電點在3.9～4.6之間，已發現的水生生物MT的等電點在3.5～6.0之間。使各種金屬硫蛋白中50%的金屬離子發生解離的pH分別為Zn-MT 3.5～4.5，Cd-MT 2.5～3.5，Cu-MT pH﹤1.0，但對植物中的MT來說，相應的pH要偏高些。MT的存在形式及穩定性與它所結合金屬的種類，是否結合了金屬及環境的pH密切相關。同樣，MT的光吸收特征除了與它的氨基酸組成有關外，也與它所結合的金屬種類密切相關。