Arsenik er i sin mest stabile grundstoftilstand et stålgråt, sprødt fast stof med lav termisk og elektrisk ledningsevne. Selv om nogle former af elementar arsenik er metallignende, klassificeres grundstoffet bedst som et ikke-metal. Der er rapporteret om andre former, men de er ikke velkarakteriseret, herunder især en gul, metastabil form, som kan bestå af As4-molekyler, der svarer til hvid fosfor, P4. Arsen sublimerer ved 613 °C, og i dampen findes det som As4-molekyler, som først begynder at dissociere ved ca. 800 °C; dissociationen til As2-molekyler er fuldstændig ved ca. 1700 °C.
Arsenatomets elektroniske struktur, 1s22s2222p63s23p63d104s24p3, ligner nitrogen- og fosforatomets, idet der er fem elektroner i den yderste skal, men det adskiller sig fra dem ved at have 18 elektroner i den næstsidste skal i stedet for to eller otte. Tilføjelsen af ti positive ladninger til kernen under fyldningen af de fem 3d-orbitaler forårsager ofte en generel sammentrækning af elektronskyen og en samtidig forøgelse af elementernes elektronegativitet. I andre grupper i det periodiske system er dette tydeligt vist. Det synes således generelt accepteret, at zink er mere elektronegativ end magnesium, og på samme måde at gallium er mere elektronegativ end aluminium. Forskellen mindskes imidlertid i de næste grupper, og mange autoriteter er ikke enige om, at germanium er mere elektronegativt end silicium, selv om en overflod af kemiske beviser synes at indikere, at dette er tilfældet. Den lignende overgang fra det næstsidste 8-skala- til 18-skala-element ved overgangen fra fosfor til arsen kan også medføre en forøgelse af arseniks elektronegativitet i forhold til fosfor, men dette er fortsat kontroversielt.
Den ydre-skala lighed mellem de to grundstoffer tyder på, at arsenik, ligesom fosfor, kan danne tre kovalente bindinger pr. atom, med et ekstra ensomt elektronpar, der ikke er bundet. Arseniks oxidationstrin bør derfor være enten +3 eller -3, afhængigt af de relative elektronegativitetsværdier for arsenik og de grundstoffer, som det er kombineret med. Der bør også være mulighed for at udnytte de ydre d-orbitaler til at udvide oktetten og dermed give arsenik mulighed for at danne fem bindinger. Denne mulighed er kun realiseret i forbindelser med fluor. Tilgængeligheden af det ensomme par til kompleksdannelse (gennem elektrondonation) synes langt mindre i arsenatomet end i fosfor og kvælstof, hvilket fremgår af grundstoffets kemi.
Arsen i sig selv er stabilt i tør luft, men i fugtig luft har det en tendens til at blive belagt med et sort oxid. Sublimeret arsenikdamp brænder let i luft og danner arsenikoxid. Det frie grundstof er stort set upåvirket af vand, baser eller ikke-oxiderende syrer, men det kan oxideres af salpetersyre til +5-tilstanden. Halogener angriber arsenik, ligesom svovl, og grundstoffet vil kombinere sig direkte med mange metaller og danne arsenider.