氯化钴是红色单斜晶系结晶，易潮解。熔点724℃，易溶于水，溶于乙醇、醚、丙酮。无水氯化钴化合物分子式CoCl2，含钴45.4%，含氯54.6%。一水化合物分子式CoCl2·H2O，含钴39.9%。六水化合物分子式CoCl2·6H2O，含钴24.8%。
氯化钴晶体在室温下稳定，遇热失去结晶水变成蓝色，在潮湿空气中又变为红色。其水溶液加热或加浓盐酸、氯化物或有机溶剂变为蓝色。在30～45℃结晶，开始风化并浊化，在45～50℃加热4h变成四水合物，加热至110℃时变成无水物。具有极弱的毒性。要注意的是，钴没有放射性，只有医用的钴-60才具有放射性，所以可以放心使用本品。氯化钴主要用作油漆催干剂，氨气吸收，毒气罩、干湿指示剂、电镀、陶瓷着色剂和医药试剂等。