Thulium er et sølvgrått skinnende metall som tilhører lantanoidene og de sjeldne jordmetallene. Det er formbart, smibart og mykt nok til at det kan skjæres i med kniv. I tørr luft er thulium relativt stabilt, men i varm eller fuktig luft dannes det raskt et grått oksidsjikt. Det reagerer med vann, og i syrer løser det seg opp under dannelse av hydrogen.