磷酸锌理论化学分子式为Zn₃(PO₄)₂·2H₂O，分子量404.08，理论化学组成为Zn 48.54%、P 15.33%、O 25.63%、H 0.50%。

磷酸锌通常含4个分子结晶水，有α、β和γ三种晶态，属斜方晶系的针状和板状结晶，加热至120℃时可得到二水合物，约在250℃时失去全部结晶水。磷酸锌在水中儿乎不溶，但溶解于稀的无机酸、醋酸、氨水中

水性磷酸锌的防锈机理有种种说法。Meyer在1963年提出磷酸锌在涂料体系中与羧酸形成复合物，认为水性磷酸锌在涂层内部缓慢离解为磷酸离子，缩合磷酸离子与金属表面反应，形成复杂的有粘附性的Me-Zn-P₂O₅化合物覆盖膜，使金属钝化，或在金属表面和漆料之间构成复杂的络合物。此外，锌离子也形成难溶性络合物，起到阴极保护的作用。尤其是在起初腐蚀过程中，由于结晶水的存在，它和涂料中的-OH和-COOH反应，可能产生凝胶体。改性磷酸锌更能体现很高的盐雾性能和附着力。