Pentahydrat CuSO4·5H2O là những tinh thể tam tà màu xanh lam, trong đó ion Cu2+ được phối trí kiểu bát diện lệch. Bao quanh ion Cu2+ có bốn phân tử nước cùng nằm trên một mặt phẳng, hai nhóm SO42− nằm ở hai phía của mặt phẳng và trên cùng một trục còn phân tử H2O thứ năm, bằng liên kết hydro, liên kết với một phân tử H2O của mặt phẳng và với một nhóm SO42−. Khi đun nóng, pentahydrat mất nước dần và đến 250 ℃ biến thành muối khan:

Pentahydrat CuSO4·5H2O là hóa chất thông dụng nhất của đồng. Nó được dùng vào việc tinh chế đồng kim loại bằng phương pháp điện phân, dùng làm thuốc trừ sâu trong công nghiệp và dùng để điều chế nhiều hợp chất của đồng.

Các dạng ngậm nước khác

CuSO4·6H2O, CuSO4·7H2O, CuSO4·9H2O và CuSO4·44H2O đều được biết đến. Heptahydrat có cấu trúc giống FeSO4·7H2O, tồn tại dưới dạng tinh thể màu xanh dương, D21 ℃ = 1,944 g/cm³. Nonahydrat là kết quả của việc nghiên cứu hệ CuSO4–H2O ở -20,3 ℃. Muối băng chứa 44 nước được tạo ra khi tách dung dịch CuSO4 đặc ở -2 ℃ rồi loại bỏ phần không tinh khiết.[1]