화학식은 CaCl₂이다. 복염으로서 타키하이드라이트 등의 광물로서 산출되며 바닷물 속에 0.15% 함유되어 있다. 무수물은 조해성이 있는 사방정계의 백색 결정으로 약간 비틀어진 루틸구조를 하고 있다. 화학식량은 111.0, 녹는점은 772℃, 끓는점은 , 1935℃(anhydrous), 비중은 2.15이다. 물에 대한 용해도, 즉 물 100g에 최대로 녹는 염화칼슘의 g수는 74.5g(20℃)으로 상당히 높은 편이며 알코올, 아세톤에도 잘 녹는다.
염화칼슘은 탄산칼슘과 묽은 염산을 반응시키면 얻을 수 있으며 화학반응식은 다음과 같다.
CaCO₃(s) + 2HCl(aq) -> CaCl₂(s) + H₂O(l) + CO₂(g)
탄산칼슘에 염산을 작용시켜 생성된 용액을 증발시키면 온도에 따라 여러가지 수화물을 얻을 수 있다.
포화용액에서 -54.9~29℃에서는 CaCl₂·6H₂O의 육수화물이, 29~45℃에서 CaCl₂·4H₂O의 사수화물이,45℃ 이상에서는 CaCl₂·2H₂O의 이수화물이 석출된다. 175℃에서는 CaCl₂·H₂O의 일수화물, 약 300℃에서는 무수물인 CaCl₂가 생긴다.
이수화물 및 무수물은 조해성이 강하여 수분을 잘 흡수하므로 장마철 건조제로 많이 이용되고 있다. 자신의 무게의 무려 14배 이상의 물을 흡수할 수 있다고 한다. 그러나 암모니아(NH₃)와 알코올(에탄올 : C₂H₅OH)과 각각 결합하여 CaCl₂ ·8NH₃, CaCl₂ ·4C₂H₅OH 등의 분자화합물을 만들기 때문에 이 물질들의 건조에는 사용할 수 없다.

육수화물(CaCl₂·6H₂O)을 얼음과 1.44 대 1의 비율로 섞어서 만든 냉각제(한제)는 －54.9℃까지 온도를 낮출 수 있다.

겨울철에 눈 위에 염화칼슘을 뿌리면 그 주변의 습기를 흡수하여 녹게 되는데 녹으면서 내놓는 열이 주변의 눈을 다시 녹인다. 염화칼슘으로 녹은 물은 영하 54.9℃가 되어야 다시 얼 수 있기 때문에 눈으로 빙판이 된 길을 녹이고 또한 다시 얼어붙지 않게 만드는 제설제로 아주 유용하다. 의약품으로서도 링거액 등으로 알려진 바와 같이, 이것은 칼슘제 중에서 가장 흡수가 빠르고, 직접 복용하면 위를 해치므로, 주로 주사제로 사용된다