碳酸钡，常温下为白色的固体，无色无味，难溶于水，易溶于强酸。
微溶于含有二氧化碳的水，也溶于氯化铵或硝酸铵溶液生成络合物。碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，碳酸钡与硝酸反应，生成硝酸钡、二氧化碳和水。高温下，碳酸钡加热会生成氧化钡和二氧化碳。这些都是碳酸钡的化学性质。
碳酸钡是钡盐，有很强的毒性，碳酸钡会蓄积在骨骼上，引起骨髓造白细胞组织增生，从而发生慢性中毒。对碳酸钡急性中毒的患者，通常采取洗胃、灌肠、服用催吐剂等措施使碳酸钡排出体外。同时，也可以通过服用硫酸钾与碳酸钡反应，使有毒的钡变为不溶性硫酸钡沉淀，减轻毒性。