Kristalne kemijske lastnosti: anataz je polimorfen z rutilom in brookitom, kar pomeni, da ima enako sestavo, vendar različne kristalne strukture. Anataz spada v tetragonalni kristalni sistem s kristalno strukturo, ki je približno-podobna okvirju. Ioni O so v kubični tesno-zapakirani tvorbi, atomi Ti pa se nahajajo v oktaedrskih vmesnih prostorih. Oktaedri [TiO6] so med seboj povezani z dvema paroma nasprotnih robov, ki tvorijo vijačno verigo, vzporedno z osjo c- okoli vsake četrte vijačne osi. Koordinacijsko število Ti je 6, koordinacijsko število O pa 3. Medatomski razmik med atomoma Ti in O je 0,1937 nm in 0,1964 nm, medatomski razmik med atomoma O in O pa 0,2802 nm in 0,3040 nm.
Kemijske lastnosti: Anataz ima enako kemično sestavo kot rutil, s kemijsko formulo TiO2 in izomorfno nadomešča Fe, Sn, Nb, Ta itd. Poleg tega so v anatazu našli redke zemeljske elemente, predvsem skupino Y, pa tudi U in Th. Fizikalne lastnosti: Kristalne oblike so na splošno stožčaste, tabularne ali stebraste. Barve vključujejo rjavo, rumeno, svetlo zelenkasto-modro, svetlo vijolično in sivkasto-črno, občasno skoraj brezbarvno. Proga je brezbarvna do bledo rumena. Ima nepopustljiv sijaj. Dekolte je popoln. Mohsova trdota je 5,5–6,5. Gostota je 3,82–3,976 g/cm³.
Optične lastnosti: V tankih delih kaže različne barve, predvsem rjavo, rumeno, svetlo zelenkasto-modro, svetlo vijolično in sivkasto-črno, občasno skoraj brezbarvno. Je enoosni kristal (negativna optična lastnost), včasih dvoosni kristal z majhnim kotom optične osi. Lomni količnik je zelo visok in se močno spreminja; rumeni kristali imajo na primer lomni količnik n0=2.501, medtem ko imajo sivi kristali n0=2.556.. Pleokroizem je šibek; temnejši kristali imajo močnejši pleohroizem. Močni vinsko-rumeni kristali nimajo: temno vinsko-rumeno, ne: svetlo rdečkasto-rjavo. V svetlobnem filmu pod odbito svetlobo je anataz videti siv z očitnim notranjim odbojem, modrikastim odtenkom, brez dvolomnosti ali pleokroizma in nekoliko večjo odbojnostjo kot cinkov sfalerit.
