Le zirconium possède quatre électrons de cantonnière, dont deux au niveau 4d et deux au niveau 5s. Cela lui permet de se combiner avec d'autres éléments et ions dans différentes configurations. Il a des charges de valence de +2, +3 et +4.
La charge de cantonnière la plus courante du zirconium est de +4. Comme l'aluminium, le zirconium forme un oxyde protecteur dans l'air. Si le zirconium est enflammé, il brûle dans l'air. L'OSHA limite l'exposition des travailleurs au zirconium à 5 milligrammes par mètre cube d'air en raison de son potentiel d'absorption dans le corps par inhalation, la peau ou les yeux. Le zirconium est courant dans la construction de réacteurs nucléaires, car il n'absorbe pas facilement les neutrons. C'est également un élément important pour les convertisseurs catalytiques que l'on trouve sur les automobiles.
