氯化镁的相对分子质量是95.21。氯化镁化学式MgCl2。该物质可以形成六水合物，即六水氯化镁（MgCl2·6H2O），它包含了六个结晶水。

氯化镁纯品为无色单斜结晶，工业品通常呈黄褐色，有苦咸味。容易吸湿，溶于水100℃时失去2分子结晶水。常温下其水溶液呈中性。在110℃开始失去部分氯化氢而分解，强热转为氧氯化物，当急速加热时约118℃分解。其水溶液呈酸性熔点118℃（分解，六水），712℃（无水）。