Zirkonyum, ikisi 4d düzeyinde ve ikisi 5s düzeyinde olan dört değerlikli elektrona sahiptir. Bu, farklı yapılandırmalardaki diğer öğeler ve iyonlarla birleşmesini sağlar. +2, +3 ve +4 değerlik ücretlerine sahiptir.
Zirkonyumun en yaygın saçma yükü +4'tür. Alüminyum gibi, zirkonyum havada koruyucu bir oksit oluşturur. Zirkonyum tutuşursa havada yanar. OSHA, işçilerin zirkonyum maruziyetini her metreküp hava için 5 miligram ile soluma, cilt veya gözler yoluyla vücuda emme potansiyeli nedeniyle sınırlar. Zirkonyum, nötronları kolayca absorbe etmediğinden nükleer reaktörlerin yapımında yaygındır. Aynı zamanda otomobillerde bulunan katalitik konvertörler için de önemlidir.
