Là một kim loại chuyển tiếp, zirconi tạo thành nhiều hợp chất vô cơ, như điôxít zirconi (ZrO2). Hợp chất này còn gọi là zirconia, có khả năng chống đứt gãy hiếm có và khả năng chống ăn mòn cao, đặc biệt là khi ở dạng hình hộp.[22] Các tính chất này làm cho zirconia là hữu ích khi làm lớp che phủ cản nhiệt,[23] và nó cũng là vật liệu thay thế phổ biến cho kim cương.[22] Tungstat zirconi là một loại vật chất bất thường ở chỗ nó co lại khi bị nung nóng thay vì giãn nở ra như ở các vật liệu khác.[10] Các hợp chất vô cơ khác của zirconi còn có hiđrua zirconi (II), nitrua zirconi, tetraclorua zirconi (ZrCl4), được dùng trong phản ứng Friedel-Crafts.[24][25]

Các hợp chất hữu cơ của zirconi thường được sử dụng như là chất xúc tác cho quá trình polyme hóa. Chất đầu tiên như thế là đibrômua zirconocen, được John M. Birmingham tại Đại học Harvard điều chế năm 1952.[26] Tác nhân Schwartz, do P. C. Wailes và H. Weigold điều chế năm 1970,[27] là một metallocene ((C5R5)2M) dùng trong tổng hợp hữu cơ để biến đổi các anken và ankyn.[28]