锆和铪位于周期系第四副族，电子构型分别为4d₂5s₂、5d₂6s₂，由于“镧系收缩”，使锆与铪的性质非常相似。

锆是具有浅钢灰色的可煅金属，铪是银白色，可煅的柔软性金属。致密锆在空气中是稳定的，加热到673～873K时，其表面形成氧化物保护膜，在更高的温度下，锆的氧化速度增大，并同时发现有氧溶解在锆中，溶解的氧即使在真空中加热也不能除去。粉状的锆在空气中加热到453～558K，开始着火燃烧。锆与氧的亲力很强，高温时能夺氧化镁、氧化铍和氧化钍等坩埚材料中的氧，所以锆只能在金属坩埚中熔融，锆强烈吸收氢气，在573～673K时能很好生成一系列氢化物：Zr₂H、ZrH、ZrH₂。在真空中加热到1273～1473K时，氢气几乎可以全部排出。锆在高温下与炭及含碳的气体（CO、CH₄）作用生成熔点达3448±50K坚硬的碳化锆，与硼作用生成熔点达3673K的硼化锆（ZrB₂）。在1173K以上猛烈吸收氮形成固熔体和氮化锆。锆的化学抗腐蚀性强，优于钛和不锈钢，接近于钽。在373K以下，锆能抵抗各种浓度的盐酸和硝酸以及浓度低于50％硫酸的作用。锆不与碱液作用，但可溶于氢氟酸、浓硫酸和王水中，也可被熔融碱所侵蚀。

铪类似于锆，在高温下会生成氧化物薄膜，其氧化速度稍低于锆，也可吸收氢气，也能生成氮化铪（熔点3583K）碳化铪（熔点4163±50K）和硼化铪（熔点3523K）等金属陶瓷材料。铪的抗腐蚀性稍弱于锆，能抵抗冷稀酸和碱液的侵蚀，但可溶于硫酸中。

锆和铪主要用于原子能工业上，锆主要用作核反应堆中核燃料的包套材料（Hf含量＜0.01％）。铪吸收热中子能力特别强，用作原子反应堆的控制棒，主要用于军舰和潜艇的反应堆。锆的合金（与Nb、Cu、Mo等合金）强度大，宜作反应堆的结构材料。铪的合金特别难熔，具有抗氧化性，用作火箭喷嘴、发动机、宇宙飞行器等。锆不与人体的血液骨骼及各组织发生作用，已用作外科和牙科医疗器械，并能强化和代替骨骼。还可用于化工设备及电子管的吸气剂等。