MT构象较坚固，具有较强的耐热性，生物学性质稳定，同时抗酶解，而且蛋白质氨基酸排列有重复性，在氨基酸链断掉一部分后仍会有活性。 MT所有的半胱氨酸以还原状态出现。
一般来说，哺乳动物的MT分子量为6000～7000道尔顿，但去金属后即硫蛋白分子量为6000道尔顿左右，而真核微生物的MT分子量范围较大，为2000～10000道尔顿，如从粗糙脉孢菌中分离出来的MT分子量为2500道尔顿左右，酵母菌中分离得到的MT分子量为8000～10000道尔顿。高等植物的MT的分子量为10000～13800道尔顿。MT的等电点pI一般在4左右，如哺乳动物MT的等电点在3.9～4.6之间，已发现的水生生物MT的等电点在3.5～6.0之间。使各种金属硫蛋白中50%的金属离子发生解离的pH分别为Zn-MT 3.5～4.5，Cd-MT 2.5～3.5，Cu-MT pH﹤1.0，但对植物中的MT来说，相应的pH要偏高些。MT的存在形式及稳定性与它所结合金属的种类，是否结合了金属及环境的pH密切相关。同样，MT的光吸收特征除了与它的氨基酸组成有关外，也与它所结合的金属种类密切相关。