北投石屬斜方晶系礦物，斜方晶系礦物的比重4.69~4.83，硬度3.0~3.5。化學成份上，是一種硫酸鋇（重晶石(BaSO4)）約占 75%與硫酸鉛（鉛礬(PbSO4)）占25%左右的化合物，屬於鉛質重晶石，含有少量的矽、鋁、鐵、鹼。

根據1963年臺大地質系陳培源教授之分析 :北投石的分子式為(Pb.2~.25Ba.8~.75)SO4，故北投石又稱Anglesobarite，屬斜方晶系礦物，結晶呈菱形板狀的六面體，為乳白色不透明及黃褐色兩類，呈油脂狀或玻璃光澤。晶體大小約2~6mm，結晶層厚度不及1cm。

北投石晶體外觀呈現黃色至黃褐色，小部分呈灰白色，肉眼可見之晶體略小於1公厘至6公厘左右。晶體呈平行底面厚板狀之菱形六面體。常見晶體叢生在礫石表面，密集成皮殼狀，有數公釐至1公分的厚度。晶體之稜線多不甚筆直，晶面也有些微彎曲，常有數個晶體平行連成一小單位。此連晶之基部緊密相接而較窄，往上面增厚並散開成扇狀，且頂部各個個體常高低不一，參差似雞冠狀。推估這種不均勻的外形可能是因其內部包含有小晶體不整齊的組合在一起之故。北投石並含有稀土元素、放射性元素鐳(Ra)、鉍(Bi)等。