Ánh sáng của kim loại đất hiếm nằm giữa bạc và sắt. Hàm lượng tạp chất có tác động đáng kể đến tính chất của chúng, do đó thường có sự khác biệt đáng kể về tính chất vật lý được báo cáo trong tài liệu. Lanthanum là chất siêu dẫn ở nhiệt độ 6K. Hầu hết các kim loại đất hiếm đều thể hiện tính thuận từ và gadolinium có tính sắt từ mạnh hơn sắt ở độ 0. Terbium, dysprosium, holmium, erbium, v.v. cũng thể hiện tính sắt từ ở nhiệt độ thấp. Điểm nóng chảy thấp của lanthanum và xeri, cũng như áp suất bay hơi cao của samarium, europium và ytterbium, thể hiện sự khác biệt đáng kể về tính chất vật lý của kim loại đất hiếm. Tiết diện hấp thụ neutron nhiệt của samarium, europium và gadolinium lớn hơn so với cadmium và boron, những chất được sử dụng rộng rãi làm vật liệu điều khiển trong lò phản ứng hạt nhân. Kim loại đất hiếm có tính dẻo, trong đó samarium và ytterbium là tốt nhất. Ngoại trừ yttri, đất hiếm nhóm yttri có độ cứng cao hơn đất hiếm nhóm xeri.
Kim loại đất hiếm có hoạt tính hóa học mạnh. Khi tương tác với oxy sẽ tạo ra loại oxit R2O3 có tính ổn định cao (R tượng trưng cho kim loại đất hiếm). Xeri, praseodymium và terbium cũng tạo ra các loại oxit CeO2, Pr6O11, PrO2, Tb4O7 và TbO2. Nhiệt hình thành tiêu chuẩn và entanpy tự do tiêu chuẩn âm của chúng lớn hơn giá trị của các oxit canxi, nhôm và magie. Điểm nóng chảy của oxit kim loại đất hiếm là trên 2000 độ. Europium có bán kính nguyên tử lớn nhất và tính chất hoạt động mạnh nhất. Khi tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ phòng, nó ngay lập tức mất đi độ bóng kim loại và nhanh chóng bị oxy hóa thành bột. Lanthanum, xeri, praseodymium và neodymium cũng dễ bị oxy hóa, tạo thành màng oxit trên bề mặt. Kim loại yttrium, gadolinium và lutetium có khả năng chống ăn mòn mạnh và có thể duy trì độ bóng kim loại của chúng trong một thời gian dài. Kim loại đất hiếm có thể phản ứng với nước ở các tốc độ khác nhau. Europium phản ứng dữ dội với nước lạnh để giải phóng hydro. Các kim loại đất hiếm thuộc nhóm cerium phản ứng chậm với nước ở nhiệt độ phòng và phản ứng tăng tốc khi nhiệt độ tăng. Kim loại đất hiếm thuộc nhóm yttrium tương đối ổn định. Kim loại đất hiếm phản ứng với halogen ở nhiệt độ cao để tạo thành các halogenua hóa trị+2,+3 và+4. Các halogenua khan có khả năng hút nước mạnh và dễ bị thủy phân tạo thành các halogen loại ROX (X tượng trưng cho halogen). Kim loại đất hiếm cũng có thể phản ứng với boron, carbon, lưu huỳnh, phốt pho, hydro và nitơ để tạo thành các hợp chất tương ứng. Các hợp kim kim loại đất hiếm như hợp kim niken lanthanum (LaNi5) có khả năng hấp thụ một lượng lớn hydro và là vật liệu lưu trữ hydro tuyệt vời.