Ở dạng khối và đơn tinh thể, permalloy có cấu trúc lập phương tâm mặt điển hình [1][2], cấu trúc tinh thể có thể bị thay đổi tùy theo phương pháp chế tạo (ví dụ cấu trúc lục giác xếp chặt khi ở dạng màng mỏng chế tạo bằng phương pháp epitaxy chùm phân tử[3]). Hằng số mạng phụ thuộc vào thành phần hợp kim (chưa xác định quy luật rõ ràng), ví dụ hợp kim permalloy75 có cấu trúc lập phương tâm mặt với hằng số mạng a = 0.3555 nm, khối lượng riêng 8,57.103 kg/m3, thuộc nhóm không gian Pm-3m [4], trong khi hợp kim permalloy50 có hằng số mạng a = 0.3587 nm, thuộc nhóm không gian Fm-3m, khối lượng riêng 8,24.103 kg/m3[5]. Sự thay đổi của cấu trúc tinh thể theo hàm lượng các nguyên tố phụ thuộc nhiều vào công nghệ chế tạo.

Permalloy là một vật liệu từ mềm điển hình với tính từ mềm rất tốt: có độ từ thẩm rất cao (cả độ từ thẩm ban đầu - có thể đạt tới 10.000 với Permalloy75 và độ từ thẩm cực đại - có thể đạt tới 300.000 lần), lực kháng từ rất nhỏ (có thể tới 1 A/m), nhưng lại có từ độ bão hòa thấp, nhìn chung từ độ bão hòa giảm theo hàm lượng Ni[6].

Permalloy là vật liệu có độ bền và độ dẻo dai cao, khả năng chống ăn mòn, chống ôxi hóa, chống mài mòn rất tốt. Do mang bản chất kim loại, permalloy có điện trở suất rất thấp. Hợp kim permalloy có thể cho hiệu ứng từ điện trở khoảng 5% ở nhiệt độ phòng.