Фосген представляет собой бесцветный газ с запахом прелого сена или гнилых яблок, плотность которого в 3,48 раза выше плотности воздуха. Плотность жидкого фосгена при температуре 0°С 1,4203 г/см3. Он ограниченно растворяется в воде, одновременно разлагаясь при этом. Считают, что растворимость CG в воде при температуре 20 °С составляет 0,9%. В органических растворителях, дизельном топливе, в жирах и маслах CG растворяется хорошо. Он растворим также во многих отравляющих и жидких дымообразующих веществах.
Точка кипения CG 8,2 °С, давление насыщенного пара 1178 мм рт. ст. при температуре 20 °С. Это обусловливает очень высокую летучесть отравляющего вещества, которая даже в зимнее время достаточна для достижения поражающих концентраций. Максимальная концентрация CG при температуре минус 20 °С составляет 1400 мг/л, а при температуре 20 °С — 6370 мг/л. Вещество застывает в белую кристаллическую массу при минус 118 °С,