Wolfram existiert in zwei Formen: und . Unter Standardbedingungen, also Raumtemperatur und -druck, weist Wolfram vom --Typ eine stabile kubisch-raumzentrierte Struktur auf. Wolfram vom. --Typ kann hingegen nur in einer Sauerstoffumgebung stabil existieren und sein stabiler Bereich ist auf unter 630 Grad begrenzt. Oberhalb dieser Temperatur wandelt es sich irreversibel in den Typ - um.
Darüber hinaus weist Wolfram hervorragende physikalische Parameter auf, darunter eine hohe Dichte (35 g/cm³), einen hohen Schmelzpunkt (3422 Grad) und einen Siedepunkt (5927 Grad). Auch seine Härte ist mit 5 recht beeindruckend und die Poisson-Zahl (28) ist niedrig. Bei Härtetests weist Wolfram eine Vickers-Härte von 3430 MPa und eine Brinell-Härte von 2570 MPa auf. Darüber hinaus sind die thermischen Eigenschaften von Wolfram nicht zu vernachlässigen. Seine Schmelzwärme beträgt 3 kJ/mol und seine Verdampfungswärme beträgt bis zu 807 kJ/mol.
