七水硫酸镁化学性质温和稳定，常温下不与空气、水发生剧烈反应。受热条件下会逐步脱水分解，40～50℃时失去部分结晶水，150℃以上完全脱去全部结晶水，转化为无水硫酸镁，高温灼烧至1124℃时会分解为氧化镁、二氧化硫和氧气。其水溶液可与碱类物质发生复分解反应，与氢氧化钠、氢氧化钙反应生成氢氧化镁白色沉淀；可与钡盐反应生成硫酸钡沉淀，这也是检测硫酸根离子的核心反应。同时，七水硫酸镁不与弱酸、弱碱发生反应，化学稳定性强，储存和使用过程中安全性较高。