Dưới dạng đihydrat, niken(II) oxalat là chất rắn màu lục nhạt, thực tế không tan trong nước. Nó xuất hiện trong hai cấu trúc tinh thể khác nhau. Dạng β- có cấu trúc tinh thể trực thoi, dạng α có cấu trúc tinh thể đơn nghiêng. Khi đun nóng, chúng có thể được chuyển thành muối khan từ khoảng 150 ℃,[4] do đó việc giải phóng nước của quá trình kết tinh là không hoàn toàn.[6] Chất này phân hủy từ khoảng 280 ℃[7] thành niken, niken(II) oxit và carbon dioxide.[8][9][10] Giống như các muối oxalat khan của nhiều kim loại khác, β-MC2O4, muối khan có cấu trúc tinh thể đơn nghiêng với nhóm không gian P21/n.[11]

Bảng dưới đây thống kê thông số mạng tinh thể của niken(II) oxalat (1 và 2 nước). Đơn vị cho α, β, γ: °. Đơn vị cho a, b, c: nm.[1]