Propietats químiques del cristall: l'anatasa és polimòrfica amb rutil i brookita, és a dir, té la mateixa composició però diferents estructures cristal·lines. L'anatasa pertany al sistema cristal·lí tetragonal, amb una estructura cristal·lina aproximadament com a estructura-. Els ions O es troben en formació cúbica-tancada i els àtoms de Ti es troben en intersticis octaèdrics. Els octàedres [TiO6] estan interconnectats per dos parells d'arestes oposades, formant una cadena helicoïdal paral·lela a l'eix c-al voltant de cada quart eix helicoïdal. El nombre de coordinació de Ti és 6 i el nombre de coordinació d'O és 3. L'espai interatòmic entre els àtoms de Ti i O és de 0,1937 nm i 0,1964 nm, i l'espai interatòmic entre els àtoms d'O i O és de 0,2802 nm i 0,3040 nm.
Propietats químiques: L'anatasa té la mateixa composició química que el rutil, amb la fórmula química TiO2, i substitueix de manera isomorfa a Fe, Sn, Nb, Ta, etc. A més, s'han trobat elements de terres rares, principalment del grup Y, així com U i Th, a l'anatasa. Propietats físiques: Les formes cristal·lines són generalment còniques, tabulars o columnars. Els colors inclouen marró, groc, blau verdós clar-, porpra clar i negre-grisenc, de vegades gairebé incolor. La ratlla és incolora a groc pàl·lid. Té una brillantor adamantina. El escot és perfecte. La duresa de Mohs és de 5,5-6,5. La densitat és de 3,82–3,976 g/cm³.
Propietats òptiques: en seccions primes, presenta diversos colors, principalment marró, groc, blau verdós clar-, morat clar i negre-grisenc, de vegades gairebé incolor. És un cristall uniaxial (propietat òptica negativa), de vegades un cristall biaxial amb un petit angle d'eix òptic. L'índex de refracció és molt alt i varia significativament; per exemple, els cristalls grocs tenen un índex de refracció de n0=2.501, mentre que els cristalls grisos tenen n0=2.556. El pleocroisme és feble; els cristalls més foscos tenen pleocroisme més fort. Els cristalls de vi fort-groc no tenen: vi fosc-groc, ne: marró vermellós clar-. En una pel·lícula lleugera sota llum reflectida, l'anatasa apareix de color gris amb una reflexió interna evident, un to blavós, sense birrefringència ni pleocroisme i una reflectivitat lleugerament superior a la de l'esfalerita de zinc.