无色立方结晶体，白色或灰白色，有粒状、蜂窝块状、圆球状、不规则颗粒状、粉末状。微毒、无臭、味微苦。吸湿性，暴露于空气中极易潮解。易溶于水，20℃时溶解度为74.5 g/100g水，同时放出大量的热（氯化钙的溶解焓为-176.2cal/g），其水溶液呈微酸性。易溶于多种极性、质子性溶剂，20℃时在下列溶剂中的溶解度（g/100mL溶剂）：甲醇：29.2，无水乙醇：25.8，正丙醇：15.8，正丁醇：25.0，正戊醇：11.5，乙二醇：21.6（25℃），甲酸：43.1，乙酸：15.0（30℃），联氨：16.0。但在偶极溶剂及低极性溶剂中，如、四氢呋喃等则仅微溶或难溶。与氨或乙醇作用，分别生成CaCl2·8NH3和 CaCl2·4C2H5OH络合物。低温下溶液结晶而析出的为六水物，逐渐加热至30℃时则溶解在自身的结晶水中，继续加热逐渐失水，至200℃时变为二水物，再加热至260℃则变为白色多孔状的无水氯化钙。水合氯化钙加热脱水过程中有部分发生水解反应，因而产物中常含有少量的CaO杂质。

作为一种食品配料，氯化钙可起到多价螯合剂和固化剂的作用，它已被欧盟批准为允许作为食品添加剂使用，E编码为E509。被美国食品监督管理局认为是“通常确认为是安全的物质"（Generally recognized as safe，缩写为GRAS）。据估计每人每天摄入的氯化钙食品添加剂有160至345毫克。

氯化钙作为固化剂，可用于蔬菜罐头。它还能使大豆凝乳固化形成豆腐，又能作为烹饪分子美食的原料通过与海藻酸钠反应使蔬菜和水果汁表面胶化形成类似鱼子酱状的小球。作为电解质添加到运动饮料或一些软饮料包括瓶装水中。由于氯化钙本身有非常强的咸味所以可代替食盐用于腌黄瓜的制作同时又不增加食物钠含量的效果。氯化钙可降低冰点的属性在填充有焦糖的巧克力棒中被用来延缓焦糖的冻结。

在缺乏矿物质的啤酒酿造液中会加入氯化钙，因为钙离子是啤酒酿造过程中影响性的矿物质之一，它会影响麦芽汁的酸性并对酵母作用的发挥起到影响。而且氯化钙能给酿造出的啤酒带来甜味。