氯化铜溶于水后，在水溶液中电离出大量的铜离子和氯离子。
通常，铜离子Cu2+在水溶液中实际上是以水合离子[Cu(H2O)4]2+的形式存在的，水合铜离子呈蓝色，所以常见的铜盐溶液大多呈蓝色。而在氯化铜的溶液中，不仅有水合铜离子[Cu(H2O)4]2+，还有氯离子Cl-与铜离子结合形成的四氯合铜络离子[CuCl4]2-，该离子的颜色为黄色。
根据光学原理，蓝色和黄色的混合色为绿色，这就是为什么常见的一般浓度的氯化铜溶液呈绿色的原因。如果向氯化铜溶液中加水，则溶液中氯离子浓度变小，水合铜离子相对增多，溶液主要呈现水合铜离子的颜色（蓝色）。所以见到的氯化铜稀溶液一般呈蓝色。
