無水磷酸二氫鋁為無色六角板狀晶體，吸濕性強，密度為2.135g/ml，易溶于水。50%磷酸二氫鋁溶液：PH值約為2.0，密度1.47~1.48g/ml，呈粘稠狀液體，凍結溫度為-22℃，但稀釋后的溶液凍結點升高，加水量1倍時凍結點為-7℃，加水量為5倍時凍結點為-1℃。常溫下加20倍水稀釋時，生成水合磷酸鋁、倍半磷酸鋁和磷酸。
磷酸二氫鋁在長期貯存時（0.33＜AL2O3/P2O5＜1）或自然蒸發（0.17＜AL2O3/P2O5＜0.4），易轉化為倍半磷酸鋁[ALH3（PO4）2]。此外，磷酸二氫鋁還易于K、Na、AL、Fe等的氧化物反應。因此，往往需要加入可溶性絡合陰離子，使之與AL3+形成穩定絡合物，抑制其反應。
在加熱過程中，磷酸二氫鋁發生脫水、縮聚反應，其反應式如下：
磷酸二氫鋁被加熱至約800℃時，逐步脫去結構水，并縮合，最終縮聚生成聚偏磷酸鋁。若溫度進一步上升，聚偏磷酸鋁分解為ALPO4和P2O5，P2O5再與AL2O3反應生成磷酸鋁，使磷酸二氫鋁結合的材料在高溫下獲得相當高的強度。在脫水、縮聚的反應過程中，硬化體的強度隨之持續增長。
