硫脲为白色而有光泽的晶体，有时也可能呈现为无色到淡黄色的斜方晶体或针状晶体。味苦，且具有氨味，硫脲的密度约为1.41g/cm³（也有资料给出密度为1.405），熔点则在176~182℃之间（不同资料略有差异）。硫脲溶于冷水，加热时能溶于乙醇，但冷却时会从乙醇中析出，微溶于。硫脲富于反应性，能与多种氧化剂反应生成脲、硫酸及其他有机化合物，也能与无机化合物制成易溶解的加成化合物。此外，硫脲还能与金属形成稳定的化合物或络合物。