Trehalose ist ein weißes kristallines Pulver mit einer Reinheit von über 99%, geruchlos und leicht süß. Die wasserfreie Form schmilzt bei 203–205 °C und zersetzt sich bei weiterer Erwärmung. Bei 25°C ist der Dampfdruck äußerst niedrig, mit einer relativen Dichte von 1.51 bei 20°C. Es löst sich leicht in Wasser, ist leicht löslich in Ethanol und löst sich nicht in Ether oder Benzol. Es bleibt unter normalen Bedingungen stabil, kann jedoch bei hohen Temperaturen mit starken Säuren reagieren und durch spezifische Enzyme beeinflusst werden.