氯化銅溶於水後，在水溶液中電離出大量的銅離子和氯離子。
通常，銅離子Cu2+在水溶液中實際上是以水合離子[Cu(H2O)4]2+的形式存在的，水合銅離子呈藍色，所以常見的銅鹽溶液大多呈藍色。而在氯化銅的溶液中，不僅有水合銅離子[Cu(H2O)4]2+，還有氯離子Cl-與銅離子結合形成的四氯合銅絡離子[CuCl4]2-，該離子的顏色為黃色。
根據光學原理，藍色和黃色的混合色為綠色，這就是為什麼常見的一般濃度的氯化銅溶液呈綠色的原因。如果向氯化銅溶液中加水，則溶液中氯離子濃度變小，水合銅離子相對增多，溶液主要呈現水合銅離子的顏色（藍色）。所以見到的氯化銅稀溶液一般呈藍色。
