L-苏氨酸的化学名称为α-氨基-β-羟基丁酸，它的外观为白色晶体或者结晶性粉末，味道稍微有些甜，是一种极性的氨基酸。它的分子式C₄H₉NO_3，相对分子质量为119.12，溶点为255°C左右，比旋光度=-25.0~-29.0°（溶于5mol/L的HCI溶液中），解离常数PK_cooh=2.15，PK_NH2=9.12，在常温下（25°C）等电点PI=5.64。高温下溶于水，溶解度为20.5g/100mL水（25°C），不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。