海蓝宝石常为明澈的天蓝色，很多海蓝宝石有一种微蓝绿色，也常见淡天蓝色，海蓝宝石的六方晶体往往是无暇澄清的颇大晶体，柱面条纹有时掩盖了六方晶体轮廓。
海蓝宝石的相对密度通常为2.68～2.71，折射率常光为1.575～1.586，非常光为1.570～1.580，双折射率为0.005～0.006。宝石为一轴晶负光性。海蓝宝石是由铁致色，吸收光谱不太明显。在紫区427nm处有一稍宽的带，蓝紫区456nm处有一弱线。它在紫外荧光下不发光，在查尔斯滤色镜下显浅绿蓝色。典型的内含物特征是平行管状体，这些内含物的平行排列可以导致产生猫眼效应。常见雨点儿或雪花状气液两相内含物及薄片状云母。
