Cirkonij zlahka absorbira vodik, dušik in kisik, cirkonij pa ima močno afiniteto za kisik, raztapljanje kisika v cirkoniju pri 1000 stopinjah pa lahko znatno poveča njegovo prostornino. Na površini cirkonija je enostavno oblikovati oksidni film, ki ima sijajni videz, zato je po videzu podoben jeklu. Je odporen proti koroziji, vendar topen v fluorovodikovi kislini in vodki. Pri visokih temperaturah lahko reagira z nekovinskimi elementi in številnimi kovinskimi elementi, da tvori trdne raztopine. Cirkonij ima dobro plastičnost in ga je enostavno obdelati v plošče, žice itd. Cirkonij lahko pri segrevanju absorbira veliko količino kisika, vodika, dušika in drugih plinov in se lahko uporablja kot material za shranjevanje vodika. Cirkonij ima boljšo odpornost proti koroziji kot titan in je blizu niobiju in tantalu. Cirkonij in hafnij sta kovini, ki sta si kemično podobni in obstajata skupaj ter vsebujeta radioaktivne snovi.