Металлический литий - легкий серебристо-белый металл, который плавает даже в керосине (ρ лития 0,53 г/см3). Литий поддается ковке и прокатке, плавится при 179 °С и кипит при 134 °С. Литий химически активен, энергично реагирует с кислородом, хлором, азотом. С последним - при комнатной температуре медленно образует нитрид Li3N : 6Li + N2 = 2Li3N. С водородом (при нагревании) образует гидрид LiH : 2Li + H2 = 2LiH. В целом же активность его ниже, чем у других щелочных металлов, так как малый радиус атома и малое число внутренних электронов способствуют удержанию внешнего электрона.
Литий часто используют для изготовления сплавов с алюминием, свинцом, медью. Литий придает сплавам механическую прочность и пластичность. Подвергая изотопы лития бомбардировке нейтронами, в термоядерных установках получают изотоп водорода - тритий:
6Li + n = 7Li→3T + 4He,
применяемый для научных целей. Исследования с помощью "меченых атомов" удобно проводить, используя тритий. Для ряда технических работ в области ядерной энергетики тритий также необходим.
Изотоп лития 7Li в отличие от изотопа 6Li очень слабо поглощает нейтроны, возникающие в ядерных реакторах. Поэтому его можно с успехом использовать (в расплавленном виде) как средство для переноса теплоты из внутренней зоны ядерных реакторов, т. е. в качестве теплоносителя. Высокая теплоемкость и хорошая теплопроводность лития делают его особенно пригодным для этих целей (другие щелочные металлы также могут выполнять функции теплоносителей, см. ниже).