Vanadinit thuộc nhóm apatit và tạo thành một dãi các khoáng vật pyromorphit (Pb5(PO4)3Cl) và mimetit (Pb5(AsO4)3Cl), cả hai có thể tạo thành dung dịch rắn. Trong khi hầu hết các dãi chất hóa học liên quan đến sự thay thế của, các dãi này thay thế các nhóm ion của nó; phosphat (PO4), arsenat (AsO4) và vanadat (VO4). Các tạp chất phổ biến trong vanadinit gồm có phosphorus, arsenic và canxium, chúng có thể có vai trò như các chất thay thế đồng hình vị trí của vanadi. Vanadinit khi chứa hàm lượng cao tạp chất arsenic thì được gọi là endlichit.[2][4][5]

Vanadinit thường có màu đỏ ca hoặc đỏ chói, mặc dù đôi khi có màu nâu, nâu đỏ, xám, vàng hoặc không màu. Màu riêng biệt của nó làm cho nó nổi tiếng trong các bộ sưu tập mẫu khoáng vật. Màu vết vạch của nó có thể là vàng nhạt hoặc vàng nâu. Vanadinit có thể không mày hoặc đục, và ánh của nó có thể từ ánh nhựa đến ánh bán adamantin. Vanadinit có tính chất đẳng hướng, tức là một số tính chất sẽ khác nhau khi xét theo những trục tinh thể khác nhay. Khi đo đạc theo hướng vuông góc và song song với trục tinh thể của nó thì hệ số phản xạ theo thứ tự là 2,350 và 2,416, và hệ số khúc xạ kép là 0,066.[1][2][4][5]

Vanadinit rất giòn, khi vỡ tạo ra các mảng vỏ sò và nhỏ. Nó có độ cứng 3–4 theo thang độ cứng Mohs, tương đương với đồng tiền bằng đồng. Vanadinit là một khoáng vật nặng với khối lượng moil là 1416,27 g/Mole và tỉ trọng dao động giữa 6,6 và 7,2 do có tạp chất.[2][4][7]