Phân tử hiđrô clorua (HCl) là một phân tử hai nguyên tử đơn giản, bao gồm một nguyên tử hiđrô và một nguyên tử clo kết hợp với nhau thông qua một liên kết đơn cộng hóa trị. Do nguyên tử clo có độ âm điện cao hơn so với nguyên tử hiđrô nên liên kết cộng hóa trị này là phân cực rõ ràng. Do phân tử tổng thể có mômen lưỡng cực lớn với điện tích một phần âm δ- tại nguyên tử clo và điện tích dương δ+ tại nguyên tử hiđrô, nên phân tử hai nguyên tử hiđrô clorua là phân tử phân cực mạnh. VÌ thế, nó rất dễ dàng hòa tan trong nước cũng như trong các dung môi phân cực khác.

Khi tiếp xúc với nước, nó nhanh chóng bị ion hóa, tạo thành các cation hiđrô (H3O+) và các anion clorua (Cl-) thông qua phản ứng hóa học thuận nghịch sau:

Dung dịch tạo thành được gọi là axít clohiđric và nó là một axít mạnh. Hằng số điện li axít hay hằng số ion hóa Ka là rất lớn, nghĩa là HCl bị điện li hay ion hóa toàn phần trong nước.

Kể cả khi không có mặt nước thì hiđrô clorua vẫn có thể có phản ứng như một axít. Ví dụ, hiđrô clorua có thể hòa tan trong các dung môi phân cực khác như mêtanol và có phản ứng như một chất xúc tác axít cho các phản ứng hóa học khi điều kiện khan nước (anhiđrơ) là mong muốn.

HCl cung cấp proton cho phân tử mêtanol (CH3OH)

Do bản chất axít của nó, hiđrô clorua là một chất khí có tính ăn mòn, cụ thể là khi có sự hiện diện của hơi ẩm.