Asteroid Kleopatra obkroži Sonce v 4,67 letih. Njegova tirnica ima izsrednost 0,252, nagnjena pa je za 13,136 ° proti ekliptiki. Okoli svoje osi se zavrti v 5,385 h, mere asteroida pa so 217 ×94 × 81 km [1].
Asteroid Kleopatra ima zelo nenavadno obliko, ki jo lahko primerjamo s pasjo kostjo. Njegova dvodelna oblika je bila odkrita s pomočjo adaptivne optike na Observatoriju La Silla (Čile).
S pomočjo radarskih signalov so astronomi z uporabo Radijskega teleskopa Arecibo uspeli določiti bolj natančno obliko asteroida. Nekateri trdijo, da je asteroid sestavljen iz dveh po velikosti podobnih asteoidov, ki se dotikata. Takšna dva asteroida ob rahlem trku nista razpadla, ampak sta ostala skupaj.
V septembru 2008 je Franck Marchis s sodelavci na Observatoriju Keck objavil, da je s pomočjo adaptivne optike odkril dva naravna satelita, ki obkrožata Kleopatro. Dobila sta začasno oznakoS/2008 (216) 1 in S/2008 (216) 2.