硫脲為白色而有光澤的晶體，有時也可能呈現為無色到淡黃色的斜方晶體或針狀晶體。味苦，且具有氨味，硫脲的密度約為1.41g/cm3（也有資料給出密度為1.405），熔點則在176~182℃之間（不同資料略有差異）。硫脲溶于冷水，加熱時能溶于乙醇，但冷卻時會從乙醇中析出，微溶于。硫脲富于反應性，能與多種氧化劑反應生成脲、硫酸及其他有機化合物，也能與無機化合物制成易溶解的加成化合物。此外，硫脲還能與金屬形成穩定的化合物或絡合物。