Wolfraam bestaat in twee vormen: en . Onder standaardomstandigheden, dat wil zeggen kamertemperatuur en druk, vertoont het -type wolfraam een stabiel lichaam-gecentreerde kubieke structuur. -type wolfraam kan daarentegen alleen stabiel bestaan in een zuurstofomgeving, en het stabiele bereik is beperkt tot minder dan 630 graden. Boven deze temperatuur zal het onomkeerbaar veranderen in een -type.
Bovendien heeft wolfraam uitstekende fysieke parameters, waaronder een hoge dichtheid (35 g/cm³), een hoog smeltpunt (3422 graden) en kookpunt (5927 graden). De hardheid is ook behoorlijk indrukwekkend: hij bedraagt 5, en hij heeft een lage Poisson-ratio (28). Bij hardheidstests vertoont wolfraam een Vickers-hardheid van 3430 MPa en een Brinell-hardheid van 2570 MPa. Bovendien kunnen de thermische eigenschappen van wolfraam niet worden genegeerd. De smeltwarmte bedraagt 3 kJ/mol en de verdampingswarmte bedraagt maar liefst 807 kJ/mol.
