ضریب انبساط خطی تانتالیوم 6.5×10-6K-1 بین 0 تا 100 درجه است، دمای بحرانی انتقال ابررسانا 4.38K و سطح مقطع جذب نوترون حرارتی اتمها است. 21.3 ین است.
تانتالیوم یکی از پایدارترین فلزات شیمیایی زیر 150 درجه است. تنها چیزهایی که می توانند با تانتالیوم واکنش دهند فلوئور، اسید هیدروفلوئوریک، محلول های اسیدی حاوی یون های فلوراید و تری اکسید گوگرد است. با محلول قلیایی غلیظ در دمای اتاق واکنش می دهد و در قلیایی مذاب حل می شود. تانتالیم متراکم در 200 درجه شروع به اکسید شدن کمی می کند و در 280 درجه به طور قابل توجهی اکسید می شود.
تانتالوم دارای اکسیدهای مختلفی است که پایدارترین آنها پنتوکسید تانتالیوم (Ta2O5) است. تانتالیوم و هیدروژن محلول های جامد شکننده و هیدریدهای فلزی بالاتر از 250 درجه را تشکیل می دهند، مانند: Ta2H، TaH، TaH2، TaH3. در خلاء 800 تا 1200 درجه، هیدروژن از تانتالیوم رسوب می کند و تانتالیوم به حالت پلاستیسیته خود باز می گردد. تانتالیوم و نیتروژن در حدود 300 درجه شروع به واکنش می کنند تا محلول های جامد و ترکیبات نیتروژن تشکیل دهند. در دماهای بالاتر از 2000 درجه و تحت خلاء بالا، نیتروژن جذب شده از تانتالیوم رسوب می کند. تانتالم و کربن در سه فاز بالای 2800 درجه وجود دارند: محلول جامد کربن-تانتالوم، کاربیدهای کم ظرفیت و کاربیدهای با ظرفیت بالا. تانتالم می تواند در دمای اتاق با فلوئور واکنش دهد و می تواند با سایر هالوژن های بالاتر از 250 درجه واکنش دهد تا هالید تشکیل دهد.
