Cirkonijs viegli absorbē ūdeņradi, slāpekli un skābekli, un cirkonim ir spēcīga afinitāte pret skābekli, un skābekļa izšķīdināšana cirkonijā 1000 grādu temperatūrā var ievērojami palielināt tā tilpumu. Cirkonija virsmā ir viegli veidot oksīda plēvi, kurai ir spīdīgs izskats, tāpēc tās izskats ir līdzīgs tēraudam. Tas ir izturīgs pret koroziju, bet šķīst fluorūdeņražskābē un Aqua Regia. Augstās temperatūrās tas var reaģēt ar nemetāliskiem elementiem un daudziem metāliskiem elementiem, veidojot cietus šķīdumus. Cirkonijam ir laba plastiskums, un to ir viegli apstrādāt plāksnēs, stieplēs utt. Cirkonijs karsējot var absorbēt lielu daudzumu skābekļa, ūdeņraža, slāpekļa un citu gāzu, un to var izmantot kā ūdeņraža uzglabāšanas materiālu. Cirkonim ir labāka izturība pret koroziju nekā titānam, un tas ir tuvu niobijam un tantalam. Cirkonijs un hafnijs ir divi metāli, kas ir ķīmiski līdzīgi un pastāv kopā un satur radioaktīvas vielas.