La lucentezza dei metalli delle terre rare si trova tra l'argento e il ferro. Il contenuto di impurità ha un impatto significativo sulle loro proprietà, quindi spesso ci sono differenze significative nelle proprietà fisiche riportate in letteratura. Il lantanio è un superconduttore a 6K. La maggior parte dei metalli delle terre rare mostra paramagnetismo e il gadolinio ha un ferromagnetismo più forte del ferro a 0 gradi. Anche il terbio, il disprosio, l'olmio, l'erbio, ecc. mostrano ferromagnetismo a basse temperature. I bassi punti di fusione del lantanio e del cerio, nonché le elevate pressioni di vapore di samario, europio e itterbio, mostrano differenze significative nelle proprietà fisiche dei metalli delle terre rare. Le sezioni trasversali di assorbimento dei neutroni termici di samario, europio e gadolinio sono maggiori di quelle di cadmio e boro, che sono ampiamente utilizzati come materiali di controllo nei reattori nucleari. I metalli delle terre rare hanno plasticità, samario e itterbio sono i migliori. Ad eccezione dell'ittrio, le terre rare del gruppo ittrio hanno una durezza maggiore rispetto alle terre rare del gruppo cerio.
I metalli delle terre rare hanno una forte attività chimica. Quando interagisce con l'ossigeno, genera ossidi di tipo R2O3 altamente stabili (R rappresenta i metalli delle terre rare). Cerio, praseodimio e terbio generano anche ossidi di tipo CeO2, Pr6O11, PrO2, Tb4O7 e TbO2. Il loro calore di formazione standard e l'entalpia libera standard negativa sono maggiori dei valori degli ossidi di calcio, alluminio e magnesio. Il punto di fusione degli ossidi di metalli delle terre rare è superiore a 2000 gradi. L'europio ha il raggio atomico più grande e le proprietà più attive. Esposto all'aria a temperatura ambiente perde immediatamente la sua lucentezza metallica e si ossida rapidamente trasformandosi in polvere. Anche il lantanio, il cerio, il praseodimio e il neodimio sono soggetti all'ossidazione, formando pellicole di ossido sulla superficie. L'ittrio, il gadolinio e il lutezio metallici hanno una forte resistenza alla corrosione e possono mantenere la loro lucentezza metallica per lungo tempo. I metalli delle terre rare possono reagire con l'acqua a velocità diverse. L'europio reagisce violentemente con l'acqua fredda liberando idrogeno. I metalli delle terre rare del gruppo cerio reagiscono lentamente con l'acqua a temperatura ambiente e la reazione accelera all'aumentare della temperatura. I metalli delle terre rare del gruppo dell'ittrio sono relativamente stabili. I metalli delle terre rare reagiscono con gli alogeni ad alte temperature per formare alogenuri di valenza+2,+3 e+4. Gli alogenuri anidri hanno un forte assorbimento d'acqua e sono facilmente idrolizzati per formare alogenuri di tipo ROX (X rappresenta l'alogeno). I metalli delle terre rare possono anche reagire con boro, carbonio, zolfo, fosforo, idrogeno e azoto per formare composti corrispondenti. Le leghe di metalli delle terre rare come la lega di nichel lantanio (LaNi5) hanno la capacità di assorbire una grande quantità di idrogeno e sono eccellenti materiali per lo stoccaggio dell'idrogeno.