يمتلك المواد الفلزية المشعة خصائص كيميائية مميزة نظرًا لتفاعلها مع الإشعاع النووي. ومن أبرز تلك الخصائص:
1- النزع الإشعاعي: حيث تنفصل الذرات النووية المشعة عندما ينطلق جسيمات مشعة مثل الألفا أو البيتا أو الجاما. والنزع الإشعاعي يؤدي إلى تحويل المواد الفلزية المشعة إلى عناصر أخرى.
2- التحلل الإشعاعي: وهو عملية تحويل النظائر النووية إلى نظائر أخرى بإطلاق الإشعاع النووي.
3- التأثير الإشعاعي على الخصائص الكيميائية: حيث تتأثر خواص المواد الفلزية المشعة بالإشعاع النووي، مثل درجة الانصهار والانحلالية والتوصيلية الحرارية والكهربائية.
4- تكوين المركبات الإشعاعية: حيث يمكن تكوين مركبات إشعاعية مع المواد الفلزية المشعة، والتي يمكن استخدامها في أغراض التشخيص الطبي والعلاج الإشعاعي.