El coeficient d'expansió lineal del tàntal és de 6,5 × 10-6K-1 entre 0 i 100 graus, la temperatura crítica de transició superconductora és de 4,38 K i la secció transversal d'absorció de neutrons tèrmics dels àtoms és de 21,3 iens.
El tàntal és un dels metalls més estables químicament per sota dels 150 graus. Les úniques coses que poden reaccionar amb el tàntal són el fluor, l'àcid fluorhídric, les solucions àcides que contenen ions fluor i el triòxid de sofre. Reacciona amb una solució alcalina concentrada a temperatura ambient i es dissol en àlcali fos. El tàntal dens comença a oxidar-se lleugerament a 200 graus i s'oxida significativament a 280 graus.
El tàntal té una varietat d'òxids, el més estable dels quals és el pentòxid de tàntal (Ta2O5). El tàntal i l'hidrogen formen solucions sòlides fràgils i hidrurs metàl·lics per sobre de 250 graus, com ara: Ta2H, TaH, TaH2, TaH3. Sota un buit de 800 a 1200 graus, l'hidrogen precipita del tàntal i el tàntal torna a la seva plasticitat. El tàntal i el nitrogen comencen a reaccionar a uns 300 graus per formar solucions sòlides i compostos nitrogenats; a temperatures superiors a 2000 graus i sota alt buit, el nitrogen absorbit precipita del tàntal. El tàntal i el carboni existeixen en tres fases per sobre dels 2800 graus: solució sòlida de carboni-tantal, carburs de baixa valoració i carburs d'alta valent. El tàntal pot reaccionar amb el fluor a temperatura ambient i pot reaccionar amb altres halògens per sobre dels 250 graus per formar halurs.
