Kristālu ķīmiskās īpašības: Anatāze ir polimorfa ar rutilu un brookītu, kas nozīmē, ka tai ir vienāds sastāvs, bet atšķirīgas kristāla struktūras. Anatāze pieder tetragonālajai kristālu sistēmai ar aptuveni karkasu{1}}līdzīgu kristāla struktūru. O joni atrodas kubiskā ciešā-pakojumā, un Ti atomi atrodas oktaedriskos starpposmos. [TiO6] oktaedri ir savstarpēji savienoti ar diviem pretējo malu pāriem, veidojot spirālveida ķēdi, kas ir paralēla c-asij ap katru ceturto spirālveida asi. Ti koordinācijas skaitlis ir 6, bet O koordinācijas skaitlis ir 3. Starpatomiskais attālums starp Ti un O atomiem ir 0,1937 nm un 0,1964 nm, un starpatomiskais attālums starp O un O atomiem ir 0,2802 nm un 0,3040 nm.
Ķīmiskās īpašības: Anatāzei ir tāds pats ķīmiskais sastāvs kā rutilam ar ķīmisko formulu TiO2, un tā izomorfi aizstāj Fe, Sn, Nb, Ta utt. Turklāt anatāzē ir atrasti retzemju elementi, galvenokārt Y grupa, kā arī U un Th. Fizikālās īpašības: kristāla formas parasti ir koniskas, tabulas vai kolonnas. Krāsas ir brūna, dzeltena, gaiši zaļgani-zila, gaiši violeta un pelēcīgi{5}}melna, dažkārt gandrīz bezkrāsaina. Svītra ir bezkrāsaina līdz gaiši dzeltena. Tam ir nelokāms spīdums. Šķelšanās ir ideāla. Mosa cietība ir 5,5–6,5. Blīvums ir 3,82–3,976 g/cm³.
Optiskās īpašības: plānās daļās tam ir dažādas krāsas, galvenokārt brūna, dzeltena, gaiši zaļgani{0}}zila, gaiši violeta un pelēcīgi{1}}melna, dažkārt gandrīz bezkrāsaina. Tas ir vienaksiāls kristāls (negatīvs optiskais īpašums), dažreiz biaksiāls kristāls ar nelielu optiskās ass leņķi. Refrakcijas indekss ir ļoti augsts un ievērojami atšķiras; piemēram, dzeltenajiem kristāliem ir refrakcijas koeficients n0=2.501, savukārt pelēkajiem kristāliem ir n0=2.556. Pleohroisms ir vājš; tumšākiem kristāliem ir spēcīgāks pleohroisms. Spēcīga vīna-dzeltenajiem kristāliem nav: tumšā vīna-dzeltena, ne: gaiši sarkanīgi-brūna. Gaismas plēvē atstarotā gaismā anatāze ir pelēka ar acīmredzamu iekšējo atspīdumu, zilganu nokrāsu, bez divkāršas laušanas vai pleohroisma un nedaudz augstāku atstarošanas spēju nekā cinka sfalerīts.
