A holmium viszonylag lágy és alakítható elem, száraz levegőn, standard nyomáson és hőmérsékleten meglehetősen stabil, és jól ellenáll a korróziónak. Magasabb páratartalom esetén és nagyobb hőmérsékleten azonban – sárgás színű oxid keletkezése közben – gyorsan oxidálódik. Tiszta állapotban fémes, ezüstfehér színű.

A holmium-oxid a megvilágítási körülményektől függően komoly színváltozást mutat. Napfényben enyhén barnás sárga színű. Háromszínű fényben tüzes narancssárga, ilyen körülmények között szinte megkülönböztethetetlen az erbium-oxidtól. E jelenség oka a foszforeszcenciás emissziós sávok szűk volta.^[3]

A természetben előforduló elemek közül e háromértékű ritkaföldfém rendelkezik a legnagyobb mágneses momentummal (10,6 µ_B), és más szokatlan mágneses sajátságokkal is bír. Ittriummal keverve erősen mágneses vegyületeket képez.^[4] Környezeti körülmények között a holmium paramágneses, de 19 K alatti hőmérsékleten ferromágnesessé válik.^[5]

A fémholmium levegőn lassan fényét veszti, és meggyújtva könnyen holmium(III)-oxiddá ég el:

4 Ho + 3 O₂ → 2 Ho₂O₃

Elég elektropozitív fém, hideg vízzel lassan, forró vízzel meglehetősen gyorsan reagál, miközben holmium-hidroxid keletkezik:

2 Ho (s) + 6 H₂O (l) → 2 Ho(OH)₃ (aq) + 3 H₂ (g)

A holmium reagál a halogénekkel is:

2 Ho (s) + 3 F₂ (g) → 2 HoF₃ (s) [rózsaszín]

2 Ho (s) + 3 Cl₂ (g) → 2 HoCl₃ (s) [sárga]

2 Ho (s) + 3 Br₂ (g) → 2 HoBr₃ (s) [sárga]

2 Ho (s) + 3 I₂ (g) → 2 HoI₃ (s) [sárga]

Híg kénsavban készségesen oldódik, a reakció során sárga színű Ho(III)-ionokat tartalmazó oldat keletkezik, melyben [Ho(OH₂)₉]³⁺ komplexek formájában fordul elő:^[6]

2 Ho (s) + 3 H₂SO₄ (aq) → 2 Ho³⁺ (aq) + 3 SO2−4 (aq) + 3 H₂ (g)