铌在很多方面都与钽及锆十分相似。它会在室温下与氟反应，在200°C下与氯和氢反应，以及在400°C下与氮反应，产物一般都是间隙非整比化合物。铌金属在200°C下会在空气中氧化，且能抵御熔融碱和各种酸的侵蚀，包括王水、氢氯酸、硫酸、硝酸和磷酸等。不过氢氟酸以及氢氟酸和硝酸的混合物则可以侵蚀铌。
虽然铌可以形成氧化态为+5至−1的各种化合物，但它最常见的还是处于+5氧化态。氧化态低于+5的铌化合物中都含有铌﹣铌键。
氧化物及硫化物
铌的氧化物可以有以下的氧化态：+5（Nb2O5）、+4（NbO2）和+3（Nb2O3），另外较罕见的有+2态（NbO）。五氧化二铌是最常见的铌氧化物，铌金属及所有铌化合物的制备都需从其开始。要制成铌酸盐，可将五氧化二铌溶于碱性氢氧化物溶液中，或熔化于碱金属氧化物中。铌酸锂（LiNbO3）具有钙钛矿型偏三方晶系结构，而铌酸镧则含孤立的NbO3−离子。其他已知化合物还包括硫化铌（NbS2），它会形成层状结构。利用化学气相沉积法或原子层沉积法可以在物料表面加上五氧化二铌薄层，两种方法均用到乙醇铌(V)在350°C以上会热分解的原理。
卤化物
铌可以形成拥有+5和+4氧化态的卤化物，以及各种亚化学计量化合物。五卤化铌（NbX5）含有八面体型铌中心原子。五氟化铌（NbF5）是一种白色固体，熔点为79.0°C，而五氯化铌（NbCl5则呈黄色，熔点为203.4°C。两者均可经水解形成氧化物和卤氧化物，例如NbOCl3。五氯化铌也是一种具挥发性的试剂，可用于合成包括二氯二茂铌（(C5H5)2NbCl2）在内的各种有机金属化合物。铌的四卤化物（NbX4）都是深色的聚合物，内含铌﹣铌键，如呈黑色、具吸湿性的四氟化铌（NbF4）和棕色的四氯化铌（NbCl4）。
铌的卤化物负离子也存在，这是因为铌的五卤化物都是路易斯酸。最重要的一种为[NbF7]，它是铌和钽的矿物分离过程中的一个中间化合物。它比对应的钽化合物更易转换为氧五氟化物。其他卤化配合物还包括[NbCl6]：Nb2Cl10+ 2Cl→ 2 [NbCl6]
铌还会形成多种还原卤化物原子簇，如[Nb6Cl18]。
氮化物及碳化物
氮化铌（NbN）在低温下会变成超导体，被用在红外线探测器中。最主要的碳化铌是NbC，其硬度极高，是一种耐火的陶瓷材料，可用作切割工具刀头材料。
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