分子式為CH2Cl2的二氯甲烷，其結構簡式呈現為Cl-CH2-Cl，直觀地展示了甲烷分子中的兩個氫原子被氯原子所取代。這種化合物呈無色透明狀，密度大于水，具有醚類般的氣味和甜味，且不易燃燒。然而，當它與高濃度氧氣混合時，可能會形成易爆炸的混合物。在溶解性方面，二氯甲烷微溶于水，卻能與眾多有機溶劑混合互溶。它也能夠與包括氯代溶劑在內的其他類型溶劑、二硫化碳、乙醚、乙醇等按任意比例混合溶解。二氯甲烷迅速溶解于酚、醛、酮、冰醋酸、磷酸三乙酯、甲酰胺、環己胺、乙酰乙酸乙酯等物質中。關于二氯甲烷的燃燒性質，純凈的二氯甲烷并沒有閃點。但是，當它與汽油、溶劑石腦油或甲苯混合時，所形成的混合物則不易燃燒。而當與丙酮或甲醇液體及固體以10:1的比例混合時，混合液則具有閃點。其蒸氣與空氣形成的混合物在一定濃度范圍內（6.2%～15.0%體積）是易燃的。在毒性方面，二氯甲烷是甲烷氯化物中毒性較低的一種，其毒性僅約為四氯化碳的0.11%。若二氯甲烷不慎直接接觸眼睛，會引起疼痛感并具有腐蝕性。其蒸汽具有麻醉效果。在嚴重中毒情況下，迅速轉移到新鮮空氣環境中，多數中毒癥狀可得到緩解甚至消失，且不會造成持久性傷害。