Niobium sangat mirip dengan tantalum dan zirkonium dalam banyak cara. Ia bertindak balas dengan fluorin pada suhu bilik, klorin dan hidrogen pada 200 darjah, dan nitrogen pada 400 darjah, dan produk secara amnya adalah sebatian tidak homogen interstisial. Logam niobium teroksida dalam udara pada 200 darjah dan tahan terhadap alkali dan asid cair, termasuk aqua regia, asid hidroklorik, asid sulfurik, asid nitrik dan asid fosforik. Walau bagaimanapun, asid hidrofluorik dan campuran asid hidrofluorik dan nitrik boleh menyerang niobium.
Walaupun niobium boleh membentuk pelbagai sebatian dalam keadaan pengoksidaan +5 hingga −1, ia paling biasa dalam keadaan pengoksidaan +5. Sebatian niobium dengan keadaan pengoksidaan di bawah +5 semuanya mengandungi ikatan niobium-niobium.
Oksida dan sulfida
Niobium oksida boleh mempunyai keadaan pengoksidaan berikut: +5 (Nb2O5), +4 (NbO2) dan +3 (Nb2O3) dan, jarang sekali, +2 (NbO). Niobium pentoksida ialah niobium oksida yang paling biasa, dan penyediaan logam niobium dan semua sebatian niobium harus bermula dengannya. Untuk membuat niobate, niobium pentoksida boleh dibubarkan dalam larutan alkali hidroksida, atau cair dalam oksida logam alkali. Litium niobate (LiNbO3) mempunyai struktur kristal metatrigonal jenis perovskit, manakala lanthanum niobate mengandungi ion NbO3− terpencil. Sebatian lain yang diketahui termasuk niobium sulfida (NbS2), yang membentuk struktur berlapis.
Lapisan nipis niobium pentoksida boleh ditambah pada permukaan bahan melalui pemendapan wap kimia atau pemendapan lapisan atom, dan kedua-dua kaedah menggunakan prinsip etanol niobium (V) akan terurai pada lebih daripada 350 darjah .
Halida
Niobium boleh membentuk halida dengan {{0}} dan +4 keadaan pengoksidaan, serta pelbagai sebatian substoikiometrik. Niobium penthalide (NbX5) mengandungi atom pusat niobium oktahedral. Niobium pentafluorida (NbF5) ialah pepejal putih dengan takat lebur 79.0 darjah, manakala niobium pentafluorida (NbCl5) berwarna kuning dengan takat lebur 203.4 darjah. Kedua-duanya boleh dihidrolisiskan untuk membentuk oksida dan oksida halida, seperti NbOCl3. Niobium pentaklorida juga merupakan reagen meruap yang boleh digunakan dalam sintesis pelbagai sebatian organologam, termasuk dichlorodiniobene ((C5H5)2NbCl2). Niobium tetrahalides (NbX4) ialah polimer gelap dengan ikatan niobium-niobium, seperti niobium tetrafluorida hitam, higroskopik (NbF4) dan niobium tetraklorida coklat (NbCl4).
Aninasi niobium halida juga terdapat kerana pentahalida niobium adalah semua asid Lewis. Salah satu yang paling penting ialah [NbF7], yang merupakan sebatian perantaraan dalam pemisahan mineral niobium dan tantalum. Ia lebih mudah ditukar kepada oxypentafluoride daripada tantalum rakan sejawatannya. Kompleks halogen lain termasuk [NbCl6]:
Nb2Cl10+ 2Cl→ 2 [NbCl6]
Niobium juga membentuk pelbagai gugusan halida terkurang, seperti [Nb6Cl18].
Nitrida dan karbida
Niobium nitride (NbN) bertukar menjadi superkonduktor pada suhu rendah dan digunakan dalam pengesan inframerah. Niobium karbida utama ialah NbC, yang sangat keras dan merupakan bahan seramik refraktori yang boleh digunakan sebagai bahan bit alat pemotong.