Kristalchemische eigenschappen: Anatase is polymorf met rutiel en brookiet, wat betekent dat het dezelfde samenstelling heeft maar verschillende kristalstructuren. Anatase behoort tot het tetragonale kristalsysteem, met een ongeveer raamwerk-achtige kristalstructuur. O-ionen bevinden zich in een kubieke, dicht-opeengepakte formatie, en Ti-atomen bevinden zich in octaëdrische tussenruimten. De [TiO6] octaëders zijn met elkaar verbonden door twee paar tegenover elkaar liggende randen, die een spiraalvormige ketting vormen evenwijdig aan de c--as rond elke vierde spiraalvormige as. Het coördinatiegetal van Ti is 6 en het coördinatiegetal van O is 3. De interatomaire afstand tussen Ti- en O-atomen is 0,1937 nm en 0,1964 nm, en de interatomaire afstand tussen O- en O-atomen is 0,2802 nm en 0,3040 nm.
Chemische eigenschappen: Anatase heeft dezelfde chemische samenstelling als rutiel, met de chemische formule TiO2, en vervangt op isomorfe wijze Fe, Sn, Nb, Ta, enz. Bovendien zijn zeldzame aardelementen, voornamelijk groep Y, evenals U en Th, gevonden in anataas. Fysieke eigenschappen: Kristalvormen zijn over het algemeen conisch, tabelvormig of kolomvormig. Kleuren zijn bruin, geel, lichtgroen-blauw, lichtpaars en grijsachtig-zwart, soms bijna kleurloos. De streep is kleurloos tot lichtgeel. Het heeft een onvermurwbare glans. Decolleté is perfect. De Mohs-hardheid is 5,5–6,5. De dichtheid bedraagt 3,82–3,976 g/cm³.
Optische eigenschappen: In dunne secties vertoont het verschillende kleuren, voornamelijk bruin, geel, lichtgroenachtig-blauw, lichtpaars en grijsachtig-zwart, en soms bijna kleurloos. Het is een uniaxiaal kristal (negatieve optische eigenschap), soms een biaxiaal kristal met een kleine optische ashoek. De brekingsindex is zeer hoog en varieert aanzienlijk; Gele kristallen hebben bijvoorbeeld een brekingsindex van n0=2.501, terwijl grijze kristallen n0=2.556. hebben. Pleochroïsme is zwak; donkerdere kristallen hebben een sterker pleochroïsme. Sterke wijn-gele kristallen hebben geen: donkere wijn-geel, ne: licht roodachtig-bruin. In een lichte film onder gereflecteerd licht lijkt anataas grijs met duidelijke interne reflectie, een blauwachtige tint, geen dubbele breking of pleochroïsme, en een iets hogere reflectiviteit dan zinksfaleriet.
