α-ітербій існує при температурі нижчій за 260 К, і має гексагональну ґратку з параметрами a=3,883 Å і с=6,328 Å. β-ітербій існує при температурі від 260 до 1070 К, і має гранецентровану кубічну ґратку з параметром a=5,486 Å. Перетворення між α- і β-фазами відбувається за мартенситним типом. γ-ітербій існує у вузькому температурному діапазоні між 1070 К і 1094 К (температура плавлення). Він має об'ємноцентровану кубічну ґратку з параметром a=4,44 Å.