Seine chemische Struktur unterscheidet sich von derjenigen des Chloramphenicols und des Thiamphenicols durch ein Fluoratom, welches die 3'-Hydroxyl-Gruppe ersetzt (Voorspoels 1999a; Ueda 1995a). Zusätzlich wird die para-NO2-Gruppe des Chloramphenicols, wie beim Thiamphenicol, durch eine Sulfonylmethyl-Gruppe ersetzt (McKellar 1996a; Ueda 1995b; Syriopoulou 1981a; Soback 1995a; Graham 1988a). Nur das D-threo-Stereoisomer (Schwarz 2004a) ist beim FFC, Chloramphenicol und Thiamphenicol antibiotisch wirksam und von essentieller Bedeutung (Sams 1995b).
Das Molekulargewicht des FFC beträgt 358,22 und seine Summenformel lautet C12H14Cl2FNO4S; der Schmelzpunkt liegt bei 153 - 154°C (O'Neil 2001a).
FFC ist ein neutrales Molekül, welches im pH-Bereich von 3 - 9 keine ionisierbaren funktionellen Gruppen aufweist. Der Amidstickstoff wird jedoch in stark saurem Milieu positiv geladen (Sams 1995b). Es ist ein lipophiles Molekül (McKellar 1996a; Schwarz 2004a), mit einem Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizient von 2,36 (Sams 1995b). Seine Wasserlöslichkeit ist mit 1,3 mg/ml schlecht (Voorspoels 1999a; Schwarz 2004a). In polaren organischen Lösungen, wie Polyethylenglykol und N-Methylpyrrolidon ist FFC löslich (Sams 1995b).