Koeficijent linearnog širenja tantala je 6,5×10-6K-1 između 0 i 100 stupnjeva, kritična temperatura supravodljivog prijelaza je 4,38K, a presjek apsorpcije toplinskih neutrona atoma iznosi 21,3 jena.
Tantal je jedan od kemijski najstabilnijih metala ispod 150 stupnjeva. Jedine stvari koje mogu reagirati s tantalom su fluor, fluorovodična kiselina, kisele otopine koje sadrže fluoridne ione i sumporov trioksid. Reagira s koncentriranom otopinom lužine na sobnoj temperaturi i otapa se u rastaljenoj lužini. Gusti tantal počinje lagano oksidirati na 200 stupnjeva i postaje značajno oksidiran na 280 stupnjeva.
Tantal ima niz oksida, od kojih je najstabilniji tantalov pentoksid (Ta2O5). Tantal i vodik stvaraju krte čvrste otopine i metalne hidride iznad 250 stupnjeva, kao što su: Ta2H, TaH, TaH2, TaH3. Pod vakuumom od 800 do 1200 stupnjeva, vodik se taloži iz tantala, a tantalu se vraća njegova plastičnost. Tantal i dušik počinju reagirati na oko 300 stupnjeva stvarajući čvrste otopine i dušikove spojeve; na temperaturama iznad 2000 stupnjeva i pod visokim vakuumom, apsorbirani dušik taloži se iz tantala. Tantal i ugljik postoje u tri faze iznad 2800 stupnjeva: čvrsta otopina ugljik-tantal, niskovalentni karbidi i visokovalentni karbidi. Tantal može reagirati s fluorom na sobnoj temperaturi, a može reagirati i s drugim halogenima iznad 250 stupnjeva kako bi se formirali halogenidi.
