El borato de bario existe en tres formas cristalinas principales: alfa, beta y gamma.

[4]​ El borato beta de bario, β-BaB2O4, es un material óptico no lineal transparente en el rango ~190-3300 nm.

[5]​ Aunque las fases cristalinas α y β a presión ambiente sólo contienen boro trigonal, hibridado sp2, el vidrio BBO tiene alrededor del 40% del boro en sitios tetraédricos, hibridados sp3.

En estado líquido, las fracciones relativas de boro sp2 y sp3 dependen de la temperatura, favoreciéndose la coordinación trigonal plana a temperaturas más altas.

El BBO preparado por este método no contiene trazas de BaB2O2.

Se utiliza como retardante de llama para pinturas, textiles y papel.

Los fotones enlazados cuánticamente se pueden producir con borato de bario beta.

El borato de bario es un bactericida y fungicida[13]​que se añade a pinturas, revestimientos, adhesivos, plásticos y productos de papel.

El borato de bario es resistente a la radiación ultravioleta.

[14]​ La solubilidad del borato de bario es una desventaja cuando se utiliza como pigmento.