Den är ett kristallint, färglöst, hygroskopiskt, fast ämne som smälter vid 74 °C. Dess struktur framgår av bild. I vattenlösning reagerar fosfonsyra som en tvåprotonig syra, och dess salter kallas fosfonater (tidigare fosfiter), t.ex. dinatriumfosfonat, Na₂(HPO₃), respektive vätefosfonater (tidigare vätefosfiter), t.ex. natriumvätefosfonat, NaH(HPO₃).