الليثيوم فلز طري يسهل قطعه بسكين ، ويظهر السطح الجديد بلون فضي لامع ، سرعان ما يتغير لونه بفعل تفاعله مع الأكسجين والرطوبة الموجودين في الهواء .

عند حرق الليثيوم بوجود الهواء يتكون بشكل رئيس أكسيد الليثيوم Li₂O وكمية قليلة من فوق أكسيد الليثيوم Li₂O₂ ، والأكسيدان الناتجان أبيضان .

كما يتفاعل الليثيوم أيضاً مع النيتروجين الموجود في الهواء ويتكون نيتريد الليثيوم Li₃N ، وهذا ما لا يحدث مع بقية فلزات المجموعة الأولى ، ولكن يحدث شيء مماثل مع المغنيسيوم وهو من فلزات المجموعة الثانية ، فيكون المغنيسيوم نيتريداً مع النيتروجين .

يتفاعل فلز الليثيوم مع الماء ببطء فيتكون محلول عديم اللون ، ويتكون هيدروكسيد الليثيوم LiOH ويتصاعد غاز الهيدروجين H₂ ، ويكون المحلول الناتج قاعدياً بسبب ذوبان الهيدروكسيد في الماء ، ويكون التفاعل طارداً للطاقة ، ولكنه أبطأ من تفاعل الصوديوم مع الماء ( يقع الصوديوم تحت الليثيوم مباشرة في الجدول الدوري ) .