形態
大多數生物堿是結晶形固體；有些是非結晶形粉末；還有少數在常溫時為液體，如煙堿（Nicotine）、毒芹堿（Coniine）等。
顏色
一般為無色。只有少數帶有顏色，例如小檗堿（Berberine）、木蘭花堿（Magnoflorine）、蛇根堿（Serpentine）等均為黃色。
味感
不論生物堿本身或其鹽類，多具苦味，有些味極苦而辛辣，還有些刺激唇舌的焦灼感。
酸堿
大多呈堿性反應。但也有呈中性反應的，如秋水仙堿；也有呈酸性反應的，如茶堿和可可豆堿；也有呈兩性反應的，如嗎啡（Morphine）和檳榔堿（Arecaadine）。
溶解度
大多數生物堿均幾乎不溶或難溶于水。能溶于氯仿、乙醚、酒精、丙酮、苯等有機溶劑。也能溶于稀酸的水溶液而成鹽類。生物堿的鹽類大多溶于水。但也有不少例外，如麻黃堿（Ephedrine）可溶于水，也能溶于有機溶劑。又如煙堿、麥角新堿（Ergonovine）等在水中也有較大的溶解度。
旋光性
大多數生物堿含有不對稱碳原子，有旋光性，多數呈左旋光性。只有少數生物堿，分子中沒有不對稱碳原子，如那碎因（Narceine）則無旋光性。還有少數生物堿，如煙堿，北美黃連堿（Hydrastine）等在中性溶液中呈左旋性，在酸性溶液中則變為右旋性。
揮發性
在常壓時絕大多數生物堿均無揮發性。直接加熱先熔融，繼被分解；也可能熔融而同時分解。只有在高度真空下才能因加熱而有升華現象。但也有些例外，如麻黃堿，在常壓下也有揮發性；咖啡因在常壓時加熱至180℃以上，即升華而不分解。生物堿大都用于醫藥治療及研究。少數品種用于分析[如白路新（Brucine）測定硝酸鹽]或作為對比樣品。 生物堿一般性質較穩定，在貯存上除避光外，不需特殊貯存保管。