溶于水，在40 °C熔化，但在空气中，30 °C时分解为暗黄色的溴化铊(I,III)，生成水和溴；而在真空中，分解在室温即可分解。它可以形成一系列的溴配合物，如Rb[TlBr]和Rb[TlBr]。
应用.三溴化铊是强氧化剂，在有机化学和金属有机化学中有所应用。