Als größter Asteroid des S-Typs (mit 3 Juno als knappem zweitem) hat Eunomia eine moderate wissenschaftliche Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Sein Anteil an der Masse des gesamten Hauptgürtels beträgt etwas mehr als ein Prozent.
Eunomia scheint ein gestreckter, aber ziemlich runder Körper zu sein, mit scheinbar vier Seiten unterschiedlicher Krümmung und auffallend unterschiedlicher durchschnittlicher Zusammensetzung. Seine gestreckte Form führte zu der Vermutung, dass Eunomia ein binäres Objekt sein könnte. Dies wurde jedoch geleugnet. Es handelt sich um einen retrograden Rotator, dessen Pol auf ekliptikale Koordinaten (β, λ) = (-65°, 2°) mit einer Unsicherheit von 10° zeigt. Dies ergibt eine axiale Neigung von etwa 165°.
Wie bei anderen echten Familienmitgliedern besteht seine Oberfläche aus Silikaten und etwas Nickel-Eisen und ist recht blank. Kalziumreiche Pyroxene und Olivin sowie Nickel-Eisen-Metall wurden auf der Oberfläche von Eunomia nachgewiesen. Spektroskopische Studien deuten darauf hin, dass Eunomia Regionen aufweist, die unterschiedlich aufgebaut sind.
Eunomia hat dreimal okkulte Sterne gesehen. Sie hat eine mittlere Oppositionsstärke von +8,5, etwa gleich der mittleren Helligkeit von Titan, und kann bei einer nahen Perihel-Opposition +7,9 erreichen.
