Anatāze ir viena no trim dabiskajām titāna dioksīda (TiO₂) kristāliskām formām (pārējās divas ir rutils un brookīts). Tas pieder tetragonālajai kristālu sistēmai un tam ir atvērta TiO₆ oktaedriska struktūra. Tas ir stabils istabas temperatūrā, bet, uzkarsējot līdz 400–600 grādiem, pārvēršas par rutilu.
Tas ir brūns, dzeltens vai melns, un dažas šķirnes ir zilas vai zaļgani{0}}pelēkas; plānās kārtiņas var būt bezkrāsainas vai gaiši dzeltenas vai gaiši brūnas, un tām var būt arī nevienmērīga vai joslas izkliede. Tam ir vājš pleohroisms: nav-dzeltens, zils, zaļš; ne-brūns, tumši zils, debeszils. Tumšākām šķirnēm var būt spēcīgāks pleohroisms. Absorbcija parasti nav < ne, dažreiz nav > ne. Tam ir augsts reljefs pie pozitīvā elektroda ar ievērojamu virsmas raupjumu. Refrakcijas indeksa variācijas ir izteiktas. Piemēram, dzeltenajiem anatāzes kristāliem nav=2.501 un ne=2.431; pelēkiem paraugiem nav=2.556. Interferences krāsas ir ļoti augstas, sasniedzot IV vai augstāku pakāpi, ar paralēlu vai simetrisku izzušanu. Dvīņu kristāli, reti. Negatīvā elastība. Tumšais variants var būt biaksiāls kristāls ar ļoti mazu optiskās ass leņķi.
