Le coefficient de dilatation linéaire du tantale est de 6,5 × 10-6K-1 entre 0 et 100 degrés, la température critique de transition supraconductrice est de 4,38 K et la section efficace d'absorption des neutrons thermiques des atomes est de 21,3 yens.
Le tantale est l'un des métaux les plus chimiquement stables en dessous de 150 degrés. Les seules choses qui peuvent réagir avec le tantale sont le fluor, l’acide fluorhydrique, les solutions acides contenant des ions fluorure et le trioxyde de soufre. Réagit avec une solution alcaline concentrée à température ambiante et se dissout dans un alcali fondu. Le tantale dense commence à s'oxyder légèrement à 200 degrés et s'oxyde de manière significative à 280 degrés.
Le tantale contient une variété d'oxydes, dont le plus stable est le pentoxyde de tantale (Ta2O5). Le tantale et l'hydrogène forment des solutions solides cassantes et des hydrures métalliques au-dessus de 250 degrés, tels que : Ta2H, TaH, TaH2, TaH3. Sous un vide de 800 à 1 200 degrés, l’hydrogène précipite du tantale et le tantale retrouve sa plasticité. Le tantale et l'azote commencent à réagir à environ 300 degrés pour former des solutions solides et des composés azotés ; à des températures supérieures à 2 000 degrés et sous vide poussé, l'azote absorbé précipite du tantale. Le tantale et le carbone existent en trois phases au-dessus de 2800 degrés : solution solide carbone-tantale, carbures de faible valence et carbures de haute valence. Le tantale peut réagir avec le fluor à température ambiante et avec d'autres halogènes à une température supérieure à 250 degrés pour former des halogénures.
