Como o maior asteróide tipo S (com 3 Juno sendo um segundo muito próximo), Eunomia atraiu uma quantidade moderada de atenção científica. Ela tem um pouco mais de um por cento da massa de todo o cinturão principal.
Eunomia parece ser um corpo esticado, mas bastante redondo, com o que parecem ser quatro lados de curvatura diferente e composições médias visivelmente diferentes. Sua forma esticada levou à sugestão de que a Eunomia pode ser um objeto binário. No entanto, isto foi negado. É um rotador retrógrado com seu pólo apontando para coordenadas eclípticas (β, λ) = (-65°, 2°) com uma incerteza de 10°. Isto dá uma inclinação axial de cerca de 165°.
Como outros verdadeiros membros da família, sua superfície é composta de silicatos e um pouco de níquel-ferro, e é bastante brilhante. Piroxenos ricos em cálcio e olivina, juntamente com metal de níquel-ferro, foram detectados na superfície da Eunomia. Estudos espectroscópicos sugerem que a Eunomia tem regiões compostas de maneira diferente.
A Eunomia já foi vista três vezes por estrelas ocultas. Ela tem uma magnitude de oposição média de +8,5, aproximadamente igual ao brilho médio de Titã e pode chegar a +7,9 a uma oposição quase periélica.
