El niobi és estable a l'aire a temperatura ambient i no s'oxida completament quan està vermell en l'oxigen, i es combina directament amb sofre, nitrogen i carboni a alta temperatura, i pot formar aliatges amb titani, zirconi, hafni i tungstè. No interacciona amb àcids o bases inorgàniques, ni és soluble en aigua regia, però sí soluble en àcid fluorhídric.
El niobi metàl·lic és extremadament estable a l'aire a temperatura ambient i no interacciona amb l'aire. Tot i que té un punt de fusió més elevat (2468 graus) en el seu estat elemental, la seva densitat és inferior a la d'altres metalls refractaris. El niobi també resisteix diversos atacs i pot formar una capa d'òxid dielèctric.
El niobi té una electropositivitat menor que l'element de zirconi situat a la seva esquerra. La seva mida atòmica és gairebé la mateixa que la de l'element de tàntal que hi ha a sota, que es deu a l'efecte de contracció dels lantànids. Això fa que les propietats químiques del niobi siguin molt semblants al tàntal. Tot i que no és tan resistent a la corrosió com el tàntal, és menys costós i més comú, per la qual cosa s'utilitza sovint com a substitut del tàntal en situacions menys exigents, com per exemple com a material de recobriment en dipòsits químics en plantes químiques.