Niobium is stabiel in de lucht bij kamertemperatuur en wordt niet volledig geoxideerd wanneer het roodgloeiend is in zuurstof, en wordt direct gecombineerd met zwavel, stikstof en koolstof bij hoge temperatuur, en kan legeringen vormen met titanium, zirkonium, hafnium en wolfraam. Het interageert niet met anorganische zuren of basen, en is ook niet oplosbaar in koningswater, maar het is wel oplosbaar in waterstoffluoride.
Niobiummetaal is extreem stabiel in lucht bij kamertemperatuur en reageert niet met lucht. Hoewel het een hoger smeltpunt heeft (2468 graden) in zijn elementaire toestand, is de dichtheid lager dan die van andere vuurvaste metalen. Niobium is ook bestand tegen verschillende aanvallen en kan een diëlektrische oxidelaag vormen.
Niobium heeft een lagere elektropositiviteit dan het zirkoniumelement links ervan. De atomaire grootte is bijna gelijk aan die van het tantaalelement eronder, wat te wijten is aan het lanthanide-krimpeffect. Hierdoor lijken de chemische eigenschappen van niobium erg op die van tantaal. Hoewel het niet zo corrosiebestendig is als tantaal, is het goedkoper en algemener, dus wordt het vaak gebruikt als vervanging voor tantaal in minder veeleisende situaties, zoals als coatingmateriaal in chemische tanks in chemische fabrieken.