Koefisien ekspansi linier tantalum adalah 6,5×10-6K-1 antara 0 dan 100 derajat, suhu kritis transisi superkonduktor adalah 4,38K, dan penampang atom serapan neutron termal adalah 21,3 yen.
Tantalum adalah salah satu logam yang paling stabil secara kimia di bawah 150 derajat. Satu-satunya hal yang dapat bereaksi dengan tantalum adalah fluor, asam fluorida, larutan asam yang mengandung ion fluorida, dan sulfur trioksida. Bereaksi dengan larutan alkali pekat pada suhu kamar dan larut dalam alkali cair. Tantalum padat mulai teroksidasi sedikit pada suhu 200 derajat dan menjadi teroksidasi secara signifikan pada suhu 280 derajat.
Tantalum memiliki beragam oksida, yang paling stabil adalah tantalum pentoksida (Ta2O5). Tantalum dan hidrogen membentuk larutan padat rapuh dan hidrida logam di atas 250 derajat, seperti: Ta2H, TaH, TaH2, TaH3. Di bawah vakum 800 hingga 1200 derajat, hidrogen mengendap dari tantalum, dan tantalum kembali ke plastisitasnya. Tantalum dan nitrogen mulai bereaksi pada suhu sekitar 300 derajat untuk membentuk larutan padat dan senyawa nitrogen; pada suhu di atas 2000 derajat dan di bawah vakum tinggi, nitrogen yang diserap mengendap dari tantalum. Tantalum dan karbon terdapat dalam tiga fase di atas 2800 derajat: larutan padat karbon-tantalum, karbida bervalensi rendah, dan karbida bervalensi tinggi. Tantalum dapat bereaksi dengan fluor pada suhu kamar, dan dapat bereaksi dengan halogen lain di atas 250 derajat membentuk halida.
