El tántalo es un metal gris, brillante, pesado, dúctil, de alto punto de fusión, buen conductor de la electricidad y del calor y muy duro. Es muy resistente al ataque por ácidos; se disuelve empleando ácido fluorhídrico o mediante fusión alcalina. Es muy parecido al niobio y se suele extraer del mineral tantalita, que en la naturaleza aparece generalmente formando mezclas isomorfas con la columbita que se conocen con el nombre de coltán.

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Es un metal dúctil, brillante, plateado y resistente a la corrosión; químicamente muy similar al circonio. Estos dos elementos tienen el mismo número de electrones en sus capas exteriores y sus radios iónicos son muy similares debido a la contracción de los lantánidos. Por eso son muy difíciles de separar (los procesos geológicos no los han separado y en la naturaleza se encuentran juntos) y no hay otros elementos químicos que se parezcan más entre sí. 

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Las únicas aplicaciones para las cuales es necesario separarlos es en aquellas en las que se utilizan por sus propiedades de absorción de neutrones, en reactores nucleares.

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El carburo de hafnio (HfC) es el compuesto binario más refractario conocido, con un punto de fusión de 3.8901​ °C, y el nitruro de hafnio (HfN) es el más refractario de todos los nitruros metálicos conocidos, con un punto de fusión de 33101​ °C. El carburo mixto de hafnio y tántalo (Ta4HfC5) es el compuesto múltiple con más alto punto de fusión conocido, 4 2151​ °C.

El hafnio es resistente a las bases concentradas, pero los halógenos pueden reaccionar con él para formar tetrahaluros de hafnio (HfX4). A temperaturas altas puede reaccionar con oxígeno, nitrógeno, carbono, boro, azufre y silicio.

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