间具有相似的化学性质，在潮湿空气中不易保存，易溶于稀酸。原子价主要是+3价（铈正四价较稳定，镨和铽也有极个别的四价氧化物，钐、铕、镱有二价化合物），能形成稳定的配合物及微溶于水的草酸盐、氟化物、碳酸盐、磷酸盐及氢氧化物等。在镧系元素的三价氧化物中，氧化镧的吸水性和碱性与氧化钙相似，其余则依次转弱。三价镧系元素的化学性质彼此都很相似，所以难以将它们相互分离。镧系元素具有顺磁性（镧的化合物除外），而镧的化合物则呈反磁性。钷是唯一一个没有稳定同位素的镧系元素，其寿命最长的同位素Pm的半衰期为17.7年