ลิเธียมเป็นองค์ประกอบทางเคมี เป็นโลหะที่มีฤทธิ์เป็นโลหะแรง (ซีเซียมเป็นโลหะมากที่สุด) สัญลักษณ์ทางเคมีของมันคือ Li และเลขอะตอมคือ 3 อิเล็กตรอน 2 ใน 3 ตัวกระจายอยู่ในชั้น K และอีกตัวอยู่ในชั้น L ลิเธียมเป็นโลหะที่เบาที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด เนื่องจากความหนาแน่นของประจุสูงและชั้นอิเล็กตรอนคู่ชนิดฮีเลียมที่เสถียร ลิเธียมจึงง่ายต่อการโพลาไรซ์โมเลกุลหรือไอออนอื่นๆ แต่ไม่ใช่ตัวมันเอง สิ่งนี้จะส่งผลต่อความเสถียรของมันและสารประกอบของมัน
แม้ว่าลิเธียมศักย์มาตรฐานไฮโดรเจนของลิเธียมจะเป็นลบมากที่สุด แต่ถึง -3.045 ความสามารถในการละลายของลิเธียมไฮดรอกไซด์มีไม่มากนัก และปฏิกิริยาคายความร้อนระหว่างลิเธียมกับน้ำไม่สามารถละลายลิเธียมได้ ดังนั้นปฏิกิริยาระหว่างลิเธียมกับน้ำจึงไม่เป็นไปตาม รุนแรงเหมือนโซเดียม หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ฟิล์มออกไซด์ของไนโตรเจนบนพื้นผิวลิเธียมจะละลาย ทำให้ปฏิกิริยารุนแรงขึ้น เป็นเรื่องง่ายที่จะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนที่อุณหภูมิประมาณ 500 องศาเพื่อผลิตลิเธียมไฮไดรด์ เป็นโลหะอัลคาไลเพียงชนิดเดียวที่สามารถสร้างไฮไดรด์ที่เสถียรพอที่จะหลอมละลายโดยไม่สลายตัว พลังงานไอออไนเซชันของมันคือ 5.392eV สามารถรวมตัวกับออกซิเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ฯลฯ เป็นโลหะอัลคาไลเพียงชนิดเดียวที่สามารถทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนที่อุณหภูมิห้องเพื่อสร้างลิเทียมไนไตรด์ (Li ｜ N) คล้ำโดยออกซิเดชัน ถ้าลิเธียมถูกโยนลงในกรดซัลฟิวริกเข้มข้น มันจะลอยอย่างรวดเร็วบนกรดซัลฟิวริก เผาไหม้และระเบิด ถ้าลิเธียมและโพแทสเซียมคลอเรตผสมกัน (สั่นหรือบด) ก็อาจทำปฏิกิริยาระเบิดได้
