Trehalose ist ein weißes kristallines Pulver mit einer Reinheit von über 99%, geruchlos und leicht süß. Seine wasserfreie Form schmilzt bei 203–205 °C und zersetzt sich bei weiterer Erhitzung. Bei 25°C ist sein Dampfdruck extrem 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. Unter normalen Bedingungen bleibt es stabil, kann jedoch bei hohen Temperaturen mit starken Säuren reagieren und durch bestimmte Enzyme beeinflusst werden.