L'anatasa és una de les tres formes cristal·lines naturals de diòxid de titani (TiO₂) (les altres dues són rutil i brookita). Pertany al sistema cristal·lí tetragonal i té una estructura octaèdrica TiO₆ oberta. És estable a temperatura ambient, però es transforma en rutil quan s'escalfa a 400-600 graus.
És marró, groc o negre, amb algunes varietats blaves o grises-verdoses; Les pel·lícules primes poden ser incolores, o grogues clares o marró clar, i també poden presentar una distribució desigual o amb bandes. Presenta un pleocroisme feble: no-groc, blau, verd; ne-marró, blau fosc, blau cel. Les varietats més fosques poden tenir pleocroisme més fort. L'absorció sol ser no < ne, de vegades no > ne. Té un alt relleu a l'elèctrode positiu, amb una rugositat important a la superfície. Les variacions de l'índex de refracció són pronunciades. Per exemple, els cristalls grocs d'anasa no tenen=2.501 i ne=2.431; els exemplars grisos no tenen=2.556. Els colors d'interferència són molt alts, arribant a l'ordre IV o superior, amb extinció paral·lela o simètrica. Cristalls bessons, rars. Ductilitat negativa. La variant fosca pot ser un cristall biaxial amb un angle de l'eix òptic molt petit.