Natriumkarbonat (Na2CO3) är vid rumstemperatur ett luktfritt, gråvitt pulver som är hygroskopiskt. Detta innebär att när det utsätts för luft kan det spontant absorbera vattenmolekyler. En annan välkänd förening som har denna hygroskopiska egenskap är socker. Natriumkarbonat har en smältpunkt på 851 °C (1 564 °F), en densitet på 2,53 g/cm3 och är lösligt i vatten. En vattenlösning av natriumkarbonat har ett basiskt pH och en stark alkalisk smak. När den placeras i en svagt sur lösning sönderdelas den och bildar bubblor. Denna effekt, som kallas sprudlande, återfinns i många kommersiella antacida produkter som använder natriumkarbonat som aktiv ingrediens.
Vattenfri (utan vatten) natriumkarbonat kan absorbera olika mängder vatten och bilda hydrater som har lite olika egenskaper. När en vattenmolekyl per molekyl av natriumkarbonat absorberas, blir den resulterande substansen, natriumkarbonatmonohydrat, representerad av den kemiska formeln Na2CO3 – H2O. Denna förening har en något lägre densitet än den vattenfria versionen. Ett annat vanligt hydrat bildas genom att tio vattenmolekyler absorberas per molekyl av natriumkarbonat. Denna förening, Na2CO3- 10H2O, känd som natriumkarbonatdekahydrat, finns som genomskinliga kristaller som lätt sprudlar när de utsätts för luft.