ทังสเตนในรูปแบบดิบเป็นโลหะสีเทาเหล็กแข็งที่มักจะเปราะและยากต่อการขึ้นรูป หากทำบริสุทธิ์มาก ทังสเตนจะยังคงความแข็ง (ซึ่งมากกว่าเหล็กหลายๆ ชนิด) และกลายเป็นโลหะที่ยืดหยุ่นได้เพียงพอที่จะสามารถขึ้นรูปได้ง่าย ทังสเตนขึ้นรูปได้โดยการตีขึ้นรูป การดึง หรือการอัดขึ้นรูป วัตถุทังสเตนมักขึ้นรูปโดยการเผาผนึก ในบรรดาโลหะทั้งหมดในรูปแบบบริสุทธิ์ ทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงสุด (3422 องศา 6192 องศาฟาเรนไฮต์) แรงดันไอต่ำที่สุด (ที่อุณหภูมิสูงกว่า 165 องศา 300 องศาฟาเรนไฮต์) และมีความแข็งแรงในการดึงสูงสุด[13] แม้ว่าคาร์บอนจะยังคงเป็นของแข็งที่อุณหภูมิที่สูงกว่าทังสเตน แต่คาร์บอนจะระเหิดแทนที่จะหลอมละลาย ดังนั้นทังสเตนจึงถือว่ามีจุดหลอมเหลวที่สูงกว่า ทังสเตนมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำที่สุดเมื่อเทียบกับโลหะบริสุทธิ์ใดๆ การขยายตัวทางความร้อนต่ำ จุดหลอมเหลวสูง และแรงดึงของทังสเตนเกิดจากพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งซึ่งเกิดขึ้นระหว่างอะตอมทังสเตนโดยอิเล็กตรอน 5d การผสมทังสเตนในปริมาณเล็กน้อยกับเหล็กจะช่วยเพิ่มความทนทานได้อย่างมาก[6] ทังสเตนมีอยู่ในรูปแบบผลึกหลักสองรูปแบบ: และ ทังสเตนมีโครงสร้างลูกบาศก์ที่ศูนย์กลางร่างกายและเป็นรูปแบบที่เสถียรกว่า โครงสร้างของเฟสเรียกว่าลูกบาศก์ A15 ซึ่งไม่เสถียร แต่สามารถอยู่ร่วมกับเฟสได้ในสภาวะแวดล้อมเนื่องจากการสังเคราะห์ที่ไม่สมดุลหรือการทำให้เสถียรโดยสิ่งเจือปน ตรงกันข้ามกับเฟสที่ตกผลึกเป็นเกรนไอโซเมตริก รูปแบบนี้มีลักษณะเป็นคอลัมน์ เฟสมีค่าความต้านทานไฟฟ้าหนึ่งในสามและอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวด (TC) ต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับเฟส: ประมาณ 0.015 K เทียบกับ 1–4 K; การผสมเฟสทั้งสองเข้าด้วยกันจะทำให้ได้ค่า TC ที่เป็นสื่อกลาง ค่า TC ยังสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการผสมทังสเตนกับโลหะอื่น (เช่น 7.9 K สำหรับ W-Tc) ทังสเตนผสมดังกล่าวบางครั้งใช้ในวงจรตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิต่ำ ไอโซโทป ทังสเตนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติประกอบด้วยไอโซโทป 5 ไอโซโทปที่มีครึ่งชีวิตยาวนานจนถือว่าเสถียรได้ ในทางทฤษฎี ไอโซโทปทั้ง 5 สามารถสลายตัวเป็นไอโซโทปของธาตุ 72 (แฮฟเนียม) โดยการแผ่รังสีอัลฟา แต่พบว่ามีเพียง 180W เท่านั้นที่สลายตัวได้ โดยมีครึ่งชีวิต (1.8 ± 0.2)×1018 ปี โดยเฉลี่ยแล้ว จะได้ไอโซโทปอัลฟาสลายตัวประมาณ 2 ครั้งๆ ละ 180W ในทังสเตนธรรมชาติ 1 กรัมต่อปี ไอโซโทปที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติอื่นๆ ไม่พบการสลายตัว โดยจำกัดครึ่งชีวิตของไอโซโทปให้เหลืออย่างน้อย 4×1021 ปี มีการระบุลักษณะไอโซโทปรังสีเทียมทังสเตนอีก 30 ชนิด ซึ่งไอโซโทปที่เสถียรที่สุด ได้แก่ 181W ที่มีครึ่งชีวิต 121.2 วัน 185W ที่มีครึ่งชีวิต 75.1 วัน 188W ที่มีครึ่งชีวิต 69.4 วัน 178W ที่มีครึ่งชีวิต 21.6 วัน และ 187W ที่มีครึ่งชีวิต 23.72 ชั่วโมง ไอโซโทปรังสีที่เหลือทั้งหมดมีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 3 ชั่วโมง และส่วนใหญ่มีครึ่งชีวิตต่ำกว่า 8 นาที ทังสเตนยังมีเมตาสเตต 4 สถานะ โดยที่เสถียรที่สุดคือ 179mW (t1/2 6.4 นาที) คุณสมบัติทางเคมี ทังสเตนธาตุต้านทานการโจมตีจากออกซิเจน กรด และด่าง สถานะออกซิเดชันอย่างเป็นทางการที่พบมากที่สุดของทังสเตนคือ +6 แต่แสดงสถานะออกซิเดชันทั้งหมดตั้งแต่ −2 ถึง +6 ทังสเตนมักจะรวมตัวกับออกซิเจนเพื่อสร้างออกไซด์ทังสเตนสีเหลือง WO3 ซึ่งละลายในสารละลายด่างในน้ำเพื่อสร้างไอออนทังสเตต WO2−4 ทังสเตนคาร์ไบด์ (W2C และ WC) ผลิตขึ้นโดยการให้ความร้อนทังสเตนผงกับคาร์บอน W2C ทนทานต่อการโจมตีทางเคมี แม้ว่าจะเกิดปฏิกิริยากับคลอรีนอย่างรุนแรงเพื่อสร้างทังสเตนเฮกซะคลอไรด์ (WCl6) ในสารละลายในน้ำ ทังสเตตจะให้กรดเฮเทอโรโพลีและไอออนโพลีออกโซเมทาเลตภายใต้สภาวะเป็นกลางและเป็นกรด เมื่อทังสเตตได้รับการบำบัดด้วยกรดอย่างต่อเนื่อง ก็จะได้แอนไอออน "พาราทังสเตต A" ที่ละลายน้ำได้และไม่เสถียร คือ W7O6–24 ก่อน ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปจะเปลี่ยนเป็นแอนไอออน "พาราทังสเตต B" ที่ละลายน้ำได้น้อยกว่า คือ H2W12O10–42 การทำให้เป็นกรดต่อไปจะผลิตแอนไอออนเมทาทังสเตตที่ละลายน้ำได้ดี คือ H2W12O6–40 หลังจากนั้นจะเข้าสู่ภาวะสมดุล ไอออนเมทาทังสเตตมีอยู่เป็นกลุ่มสมมาตรของทังสเตน-ออกซิเจนออกตาฮีดรอน 12 อะตอมที่เรียกว่าแอนไอออนเค็กกิน แอนไอออนโพลีออกโซเมทาเลตอื่นๆ อีกมากมายมีอยู่เป็นสปีชีส์ที่ไม่เสถียร การรวมอะตอมอื่น เช่น ฟอสฟอรัส แทนที่ไฮโดรเจนสองอะตอมหลักในทังสเตตทำให้เกิดกรดเฮเทอโรโพลีที่หลากหลาย เช่น กรดฟอสโฟทังสติก H3PW12O40 ทังสเตนไตรออกไซด์สามารถสร้างสารประกอบแทรกซึมกับโลหะอัลคาไล ซึ่งเรียกว่าบรอนซ์ ตัวอย่างคือโซเดียมทังสเตนบรอนซ์
