A temperatura ambiente, el 1-clorobutano es un líquido incoloro de olor desagradable, acre. Tiene su punto de ebullición a 78 °C mientras que su punto de fusión es -123 °C. Posee una densidad inferior a la del agua (ρ = 0,886 g/cm³) y en estado gaseoso es 3,2 veces más denso que el aire.^[2]​ Su viscosidad a 20 °C es de 0,45 cP, inferior a la del agua pero mayor que la de la acetona.^[5]​

El valor del logaritmo de su coeficiente de reparto, logP = 2,64, indica que es más soluble en disolventes apolares —como el 1-octanol— que en disolventes polares. En agua es prácticamente insoluble, en proporción de 0,87 g/L.^[2]​

En cuanto a su reactividad, el 1-clorobutano es incompatible con agentes oxidantes fuertes así como con bases fuertes.^[5]​ Reacciona con polvo de aluminio, oxígeno líquido, potasio y sodio.^[6]​

El 1-clorobutano se sintetiza por cloración térmica de butano sobre alúmina a 200 °C. Ello da como resultado la formación de 1-clorobutano y 2-clorobutano en parecidas proporciones, además de una pequeña cantidad de diclorobutano. Esta síntesis también es posible por vía fotoquímica a 15 - 20 °C, siendo la distribución de productos similar.^[7]​

Otra forma de obtener 1-clorobutano es por reacción de 1-butanol con ácido clorhídrico en presencia de cloruro de zinc anhidro.^[8]​ A nivel industrial, esta síntesis se lleva a cabo en fase gas con flujo continuo a 130 - 170 °C y presión atmosférica. En vez de cloruro de zinc, puede emplearse una sal de fosfonio, en ambos casos sobre gel de sílice.^[9]​ También puede utilizarse como catalizador una resina orgánica unida a una sal de fosfonio cuaternario.^[10]​ Otra manera de convertir 1-butanol en 1-clorobutano implica el uso de dicloruro de dialquilselenio a 80 °C durante 7 horas, si bien el rendimiento es de solo el 34%.^[11]​

Asimismo, puede sintetizarse 1-clorobutano a partir del ácido pentanoico, por reacción de este con cloruro de litio combinado con acetato de plomo (IV), utilizando benceno como disolvente. El rendimiento llega al 92%.^[12]​

Se puede sintetizar 1-butanamina por reacción de 1-clorobutano con ftalimida de potasio usando N,N-dimetilformamida (DMF) como disolvente y posterior hidrólisis alcalina.^[13]​ Asimismo, la reacción en fase vapor de 1-clorobutano con amoniaco sobre un catalizador de óxido de magnesio a 310 °C permite obtener tributilamina (48%) y dibutilamina (35%), además de 1-butanamina.^[14]​ Análogamente, la alquilación de urea con este cloroalcano en hidróxido sódico acuoso produce tributilamina con un rendimiento del 77%.^[15]​

Se puede preparar valeronitrilo por cianuración de 1-clorobutano con cianuro sódico en polvo, empleando un catalizador de transferencia de fase PEG400, sin necesidad de disolvente. El rendimiento siguiendo este método es del 89%.^[16]​

El 1-clorobutano se emplea como agente «butilante» en síntesis orgánica, como por ejemplo en la fabricación de butilcelulosa,^[6]​ polímero utilizado en cromatografía de proteínas hidrofóbicas. En este sentido, el n-butil-litio, ampliamente usado como iniciador de polimerización en la producción de elastómeros como polibutadieno o SBS, se sintetiza por reacción de 1-clorobutano con litio metálico:

${\displaystyle \mathrm {2\ Li+C_{4}H_{9}Cl\rightarrow C_{4}H_{9}Li+LiCl} }$ 

El 1-clorobutano es un líquido inflamable cuyo punto de inflamabilidad es -12 °C. Sus vapores pueden formar mezclas explosivas con el aire cuando se calienta. Al arder desprende productos tóxicos como monóxido de carbono y ácido clorhídrico. Su temperatura de autoignición se alcanza a los 245 °C.^[5]​

Los siguientes compuestos son isómeros del 1-clorobutano:

• 2-clorobutano
• 1-cloro-2-metilpropano
• 2-cloro-2-metilpropano