Kalliope est un peu allongé, d'environ 166 km de diamètre, et légèrement asymétrique, comme en témoignent les images résolues prises avec le VLT à l'Observatoire du Sud européen.
Premièrement, sa densité, qui est connue avec confiance de son orbite de lune, est beaucoup trop faible pour être en accord avec une substance métallique plausible.