โลหะนีโอดีเมียมจะหมองช้าในอากาศและมีการเผาไหม้ได้อย่างง่ายดายที่อุณหภูมิประมาณ 150 ° C จะได้เป็น นีโอดิเมียม (III) ออกไซด์ :

4 Nd + 3 O2 → 2 Nd2O3

โลหะนีโอดีเมียมทำปฏิกิริยากับทุกธาตุที่เป็น แฮโลเจน :

2 Nd (s) + 3 F2 (g) → 2 NdF3 (s) [สารสีม่วง]2 Nd (s) + 3 Cl2 (g) → 2 NdCl3 (s) [สารสีม่วง]2 Nd (s) + 3 Br2 (g) → 2 NdBr3 (s) [สารสีม่วง]2 Nd (s) + 3 I2 (g) → 2 NdI3 (s) [สารสีเขียว]

นีโอดีเมียมจะละลายเจิอจางได้ง่ายในกรดกำมะถันในที่มีม่วง Nd (III)ไอออน จะได้เป็น [Nd(OH2)9]3+ :[3]

2 Nd (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Nd3+ (aq) + 3 SO2−
4 (aq) + 3 H2 (g)

นีโอดีเมียม มีประจุไฟฟ้าบวกมากและมันตอบสนองช้าด้วยน้ำเย็น แต่ค่อนข้างตอบสนองได้อย่างรวดเร็วด้วยน้ำร้อน จได้เป็น นีโอดิเมียม (III) ไฮดรอกไซ :

2 Nd (s) + 6 H2O (l) → 2 Nd(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)[4]