リチウム
常温常圧では銀白色の軟らかい金属で、ナトリウムより硬い。常温で安定な結晶構造は体心立方格子(BCC)。融点は180 °C、沸点は1330 °C(沸点は異なる実験値あり)であり、その融点および沸点はアルカリ金属元素の中で最も高い。また0.534という比重は全金属元素の中で最も軽く、水より軽い3つの金属元素のうちの一つ(残りの二つはナトリウムとカリウム)でもある。また、3582 J/(kg⋅K)という比熱容量は全固体元素中で最大である。その比熱容量の高さから、リチウムは伝熱用途において冷却材としてしばしば利用される。
リチウムの熱膨張率はアルミニウムの2倍、鉄のほぼ4倍である。常圧、400 μK以下の条件で超伝導となり、20 GPaという高圧条件下においては9 K以上というより高い温度で超伝導となる。
炎色反応においてリチウムおよびその化合物は深紅色の炎色を呈する。主な輝線は波長670.8 nmの赤色のスペクトル線であり、他に610.4 nm(橙色)、460.3 nm(青色)などにスペクトル線が見られる。
リチウムは70 K(−203.15 °C)以下の温度で、ナトリウムと同じようにマルテンサイト変態を起こす。4.2 K(−268.95 °C)で菱面体晶を取り、より高い温度で面心立方晶となり、それから体心立方晶となる。液体ヘリウムを用いて4 Kまで冷却すると菱面体晶が最も支配的となる。高圧条件下においては、複数の同素体の形を取ることが報告されている。また、80 GPa程度の高圧下で金属から半導体に相転移する。
冶金の分野においては、金属リチウムは溶接やはんだづけの際に金属材料を溶融させやすくし、不純物を吸着することで酸化物を除去するフラックスとして利用される。また、炭酸リチウムは鋼鉄を連続鋳造するためのフラックスとしても利用される。連続鋳造用途でのリチウム消費量は鋼鉄生産量の好不調に左右され、2011年では全消費量の5 %を占めている。リチウムとアルミニウムの合金 (Aluminium–lithium alloy) は高い剛性を有しながら低密度であるという特性を有しており、航空機の構造材料を作るのに利用される。リチウムアルミニウム合金は一般的な合金と比較して破壊靱性が低く、異方性を有するという問題があり、銅や亜鉛、ジルコニウムなどの添加や鋳造方法の改良による改善が図られている。
グリースに粘性を持たせるための増ちょう剤としてリチウム石鹸が用いられる。リチウム石鹸は水酸化リチウムと脂肪酸を反応させることで得られ、特にステアリン酸リチウムは広い温度範囲で高い耐圧・耐熱性を有している。リチウム石鹸グリースにはリチウムの脂肪酸塩が5–25 %ほど含まれており、一般工業用品や軸受け、自動車、鉄道、航空機、重機、家電製品などに広く汎用的に用いられている。