D-甘露糖醇为无色至白色针状或斜方柱状晶体或结晶性粉末。它无臭，具有清凉甜味，甜度约为蔗糖的57%～72%。D-甘露糖醇的每克产生8.37J热量，约为葡萄糖的一半。
D-甘露糖醇还具有良好的吸湿性小、水溶液稳定等特点，对稀酸、稀碱稳定，且不被空气中氧氧化。它易溶于水及甘油，略溶于乙醇，溶于热乙醇，几乎不溶于大多数其他常用有机溶剂。
在工业和化工领域，D-甘露糖醇可以用作某些微生物生长需要的营养成分之一，在细胞生物学研究中用于调控胞内渗透压。此外，由于其完全无吸湿性，D-甘露糖醇还可以用作脱水剂。