氢氧化镁是无色六方柱晶体或白色粉末，难溶於水和醇，溶於稀酸和铵盐溶液，水溶液呈硷性。在水中的溶解度很小，然而它是强电解质，溶於水部分的氢氧化镁是百分百完全电离。18℃时溶解度为 0.0009g/100g，K_sp = 1.5 × 10⁻¹¹。

与氧化镁一样易吸收空气中的二氧化碳，逐渐形成组成为 5MgO·4CO₂·xH₂O 的硷式碳酸盐。

在高於350℃时分解为氧化镁和水，但只有在1800℃以上才能完全脱水。

${\displaystyle \mathrm{M}\mathrm{g}(\mathrm{O}\mathrm{H}{)}_2\to \mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{O}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}$