氯化锂是白色的晶体，易溶于水，标准状况下溶解度67g/100ml水。也易溶于乙醇、丙酮、吡啶等有机溶剂，但难溶于乙醚，故在制备烃基锂时如果使用氯代烃在乙醚中氯化锂可以析出，可以得到游离的烃基锂试剂（溴化锂，碘化锂则与烃基锂形成加合物而起到了稳定剂的作用）。 [1]氯化锂的熔点为605℃，沸点为1350℃，晶格能为853kJ/mol。
水溶液呈中性或微碱性。电解无水氯化锂可生成金属锂和氯气。 [2]电解无水氯化锂的吡啶溶液也可以沉积出金属锂。 [3]
氯化锂可以形成多种水合物， 从LiCl-H2O的相图可清楚看出其水合物有LiCl·H2O、LiCl·2H2O、LiCl·3H2O、LiCl·5H2O等几种。结晶水的数目取决于结晶的温度，温度越低，水合度越高。
Li可以与氨形成配离子[Li(NH3)4]+，因此氨气在氯化锂溶液中的溶解度比在水中的要大得多。与其他离子氯化物一样，氯化锂也可以在水溶液中提供氯离子和锂离子，与其他某些离子沉淀出不溶的氯化物或锂盐，如氯化银：
LiCl + AgNO3 → AgCl↓ + LiNO3
氯化锂为氯化钠型结构，其中的化学键并非典型的离子键，因为它可以溶于很多有机溶剂中，与乙醇、甲醇、胺类都可以形成组成不同的加合物。这个性质可用来从其他碱金属氯化物中分离出氯化锂。
受锂较小的离子半径和较高的水合能的影响，氯化锂的溶解度比其他同族氯化物都要大得多（83g/100mL，20 ℃）。 它的水溶液呈碱性。
氯化锂溶解度表（H2O）0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | 60℃ | 70℃ | 80℃ | 90℃ | 100℃ |
|---|
69.2g | 74.5g | 83.5g | 86.2g | 89.8g |
| 98.4g |
| 112g | 121g | 128g |