虽然正丁基锂本身为一种无色固体，但通常以淡黄色烷烃溶液的形式出现。这种溶液若保存得当能无限期保存，但实际上通常会随时间缓慢分解，产生氢氧化锂的白色细粉状沉淀，溶液颜色并转为橘色。
结构与键结.正丁基锂在固态与大部分溶剂中，均以原子簇的形式存在。有机锂化合物通常有聚集的倾向。正丁基锂的原子簇，是由锂和丁基末端的碳以离域共价键结合。以正丁基锂为例，原子簇为四聚体（在醚中）或六聚体（在环己烷中）。其四聚体形成扭曲的立方烷结构，其中锂与"C"HR基的末端碳位于交错的顶点上。也可视为Li的正