황산코발트는 서로 다른 물리적 특성을 가진 여러 수화 형태로 존재합니다. 무수 형태는 보라색 사방정계 결정으로, 밀도는 3.71 g/cm³이며 융점은 700 °C 이상입니다. 일수화물은 진홍색 사방정계 결정으로 3.08 g/cm³이며, 칠수화물은 진홍색 단사정계 주상 결정으로 나타나고 밀도는 2.03 g/cm³입니다. 칠수화물은 점차 결정수를 잃고 약 41 °C에서 육수화물로 전환되며, 약 74 °C에서 다시 일수화물로 전환됩니다. 무수 황산코발트와 칠수화물은 모두 물에 잘 용해되는 반면, 일수화물은 끓는 물에 천천히 용해되어 황산코발트가 다양한 수계 및 고온 산업 공정에 적용될 수 있게 합니다.