由硫酸基化或未硫酸基化的D-半乳糖和3,6-无水半乳糖通过α-1,3糖苷键和β-1,4键交替连接而成，在藻类中起类似陆生植物中纤维素的作用。通常呈白色或浅褐色的颗粒或粉末状。在冷水中不溶解，但能吸水膨胀，可溶于60℃以上热水成半透明的胶体溶液。不溶于有机溶剂，在中性和碱性溶液中性质较稳定，pH≤4时易发生酸水解，加热会加速其酸解过程。

根据硫酸酯基团的数量、位置和3,6-无水半乳糖位置的差异，自然界中含有ι-、κ-、λ-、α-、β-、γ-、θ-、μ-、ν-、δ-、ε-、π-和ω-卡拉胶，其中工业上生产和应用最多的是ι-、κ-、λ-卡拉胶。天然卡拉胶并不是单一多糖，而是多种类型卡拉胶的混合体系。κ-卡拉胶与钾离子形成脆性凝胶，凝胶强度高但易出水。ι-卡拉胶与钙离子形成柔软胶冻，胶冻被打散后能自动恢复，胶冻不易出水，具有较强的抗融能力和耐盐能力。λ-卡拉胶不形成胶冻，能溶于牛奶，抗冻能力强，耐盐性能好。不同属的红藻所含有的卡拉胶主要类型不同，如麒麟菜属红藻是提取κ-、ι-卡拉胶的最佳原料，衫藻属红藻主要含有λ-型卡拉胶。

卡拉胶是经FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会确认为安全、无毒、无副作用的食品添加剂。食品工业中主要利用卡拉胶的增稠性、凝胶性和稳定性，如卡拉胶在冰激凌、果冻、软糖、肉制品等生产中可作为增稠剂、凝胶剂、蛋白稳定剂。卡拉胶还可以用于啤酒澄清。卡拉胶中特殊的糖苷键赋予卡拉胶良好的抗消化特性，可用于低血糖指数食品的开发。