Zirkonium hat vier Valenzelektronen, davon zwei im 4d-Niveau und zwei im 5s-Niveau. Dadurch kann es mit anderen Elementen und Ionen in unterschiedlichen Konfigurationen kombiniert werden. Es hat Wertigkeitsladungen von +2, +3 und +4.
Die häufigste Volantladung von Zirkonium beträgt +4. Zirkonium bildet wie Aluminium an der Luft ein schützendes Oxid. Wird Zirkonium entzündet, verbrennt es an der Luft. Die OSHA begrenzt die Exposition von Arbeitern gegenüber Zirkonium auf 5 Milligramm pro Kubikmeter Luft, da es durch Einatmen, die Haut oder die Augen in den Körper aufgenommen werden kann. Zirkonium ist beim Bau von Kernreaktoren üblich, da es Neutronen nicht ohne weiteres absorbiert. Es ist auch wichtig für Katalysatoren in Autos.
