是一种单斜晶体，空间群 "C"2/"m"。十个氯原子处在两个八面体顶点的位置。两个钽原子在八面体的中间，由两个桥接配体氯连接而成。二聚体结构保留在非络合溶剂中，并在很大程度上保持熔融状态。但是，气态的 TaCl 是单体。这个单体的形状是三角双锥，就和PCl一样。
物理性质.五氯化钽在芳香烃的溶解度是按照以下趋势升高的: 这反映在于溶液的颜色从浅黄色到橙色的加深。相较于芳香烃，五氯化钽的溶解度在环己烷和四氯化碳中较少。还已知五氯化钽的这种溶液是不良的电导体，表明几乎没有电离。通