氯化锂是白色的晶體，易溶于水，標准狀況下溶解度67g/100ml水。也易溶于乙醇、丙酮、吡啶等有機溶劑，但難溶于乙醚，故在制備烴基锂時如果使用氯鹵代烴在乙醚中氯化锂可以析出，可以得到遊離的烴基锂試劑（溴化锂，碘化锂則與烴基锂構成加合物而起到了穩定劑的效果）。熔點爲605℃，沸點爲1350℃，晶格能爲853 kJ/mol。