O zircônio tem quatro elétrons de valência, com dois no nível 4d e dois no nível 5s. Isso permite que ele se combine com outros elementos e íons em configurações diferentes. Tem cargas de valência de +2, +3 e +4.
A carga de saia mais comum do zircônio é +4. Como o alumínio, o zircônio forma um óxido protetor no ar. Se o zircônio for inflamado, ele queima no ar. A OSHA limita a exposição dos trabalhadores ao zircônio a 5 miligramas por metro cúbico de ar devido ao seu potencial de absorção pelo corpo por inalação, pela pele ou pelos olhos. O zircônio é comum na construção de reatores nucleares, pois não absorve nêutrons prontamente. Também é importante para conversores catalíticos encontrados em automóveis.
