Litium er et sølvgrått alkalimetall som er mykt nok til å kunne skjæres i med kniv. Det er også kjent for å være det letteste av alle metaller med en densitet på 0,535 g/cm3 (535kg/m3). I fuktig luft dannes raskt et svart overflatesjikt av litiumhydroksid ( og ·), litium nitrid og litiumkarbonat (). I vann reagerer litium kraftig, men ikke like kraftig som de andre alkalimetallene. Det vil antennes og brenne i oksygen hvis det kommer i kontakt med vann eller vanndamp. Litium har en tetthet som er omtrent halvparten av vanns, og det flyter også i parafin. Litiums tenntemperatur er 179 °C, og det brenner med en rød flamme. Ved temperaturer under 400 μK blir litium superledende.