Wolfram hält von allen metallischen Elementen den Rekord, die höchste Schmelztemperatur zu besitzen. Daher eignet sich Wolfram zur Herstellung von Glühwendeln in Metallfadenlampen. Die Dichte ist identisch mit dem Gold. Während Gold diamagnetisch ist und von einem Neodym-Super-Magneten leicht abgestoßen wird, weist Wolfram paramagnetische Eigenschaften auf und wird vom Super-Magneten angezogen. Markant ist auch die hohe Härte, die durch Verunreinigungen mit Kohlenstoff oder Sauerstoff sogar noch gesteigert wird. Diese Eigenschaft überträgt das Wolfram auf seine Legierungen. Reines Wolfram glänzt silbrig und ist gut verformbar. Wolfram ist auch ein sehr guter Leiter für Wärme und Strom.

Im chemischen Verhalten zeigt das relativ unedle Wolfram große Ähnlichkeiten zum Molybdän. Von Luft, Wasser und nicht oxidierenden Säuren wird kompaktes Wolfram nicht angegriffen. Heißes Wolfram reagiert aber mit Wasserdampf zu Wolframsäure WO₃ • H₂O. Es entsteht dabei ein gelbes, in Wasser und Säuren unlösliches Pulver. Oxidierende Säuren wie konzentrierte Salpetersäure bilden auf der Oberfläche eine Oxidschicht, die das Metall durch Passivierung vor einem weiteren Angriff schützt. Gemische aus Flusssäure und Salpetersäure greifen Wolfram jedoch an. Fein verteiltes Wolfram-Pulver ist pyrophor, es kann sich von selbst entzünden. Mit reinem Sauerstoff reagiert stark erhitztes Wolfram zu Wolfram(VI)-oxid:  

Häufigkeit   weniger häufig

In der Natur tritt elementares Wolfram nur ganz selten auf. Wichtige Wolframerze sind die Mineralien der Wolframit-Gruppe und der Scheelit. Bedeutende Vorkommen liegen in China, Peru, den USA, Russland, Südkorea, Bolivien, Kasachstan und Portugal. In Deutschland finden sich nur im Erzgebirge geringe Vorkommen.  

Im Jahr 1890 meldete der österreichische Chemiker und Unternehmer Carl Auer von Welsbach (1858–1929) ein Patent für die Herstellung eines Metallfadens aus Osmium oder aus Wolfram für Glühlampen an. Dies ermöglichte eine besonders lange Brenndauer. Die von ihm gegründete Firma Osram ist ein Wortspiel aus diesen beiden Metallen. Das Osmium konnte sich aufgrund seines hohen Preises und seiner Sprödigkeit nicht durchsetzen. Industriell gefertigte Lampen mit einem Wolframdraht kamen um 1905 auf den Markt. 1906 wurden sie patentiert.

1909 stellte William David Coolidge der General Electric Compnay in den USA das Wolframziehverfahren vor. Durch Hämmern und eine thermische Behandlung konnte er hochreine gesinterte Wolframstäbe herstellen, die man durch Diamantdüsen zu feinsten Drähten ziehen konnte. Dies war ein Durchbruch in der Glühlampenherstellung. Durch den Einsatz von Gettern, konnte man die beim Erhitzen in der Glühlampe entstehenden Verunreinigungen binden. So erhielten die Glühlampen eine lange Lebensdauer ohne einen nenneswerten Verlust der Lichtausbeute. [Lit 151]

Ein erheblicher Anteil der eingesetzten Energie wird in den Metallfadenlampen als Wärme abgegeben. Aus diesem Grund wurde mit Beginn des 21. Jahrhundert die Metallfadenlampe weitgehend durch LED-Lampen abgelöst.

Die Wolframerze werden durch Flotation angereichert. Danach erfolgt der Aufschluss der Erze durch Schmelzen mit Soda bei etwa 800 °C oder mit Natronlauge unter Druck, wobei zunächst lösliches Natriumwolframat entsteht. Nach dem Ausfällen und Abfiltrieren der Verunreinigungen wird das Natriumwolframat Na₂WO₄ • 2H₂O mit Calciumchlorid zu Calciumwolframat umgewandelt, das mit Salzsäure zu Wolframsäure WO₃ • H₂O reagiert. Durch Glühen erhält man Wolfram(VI)-oxid WO₃, das mit Wasserstoff zu Wolfram reduziert wird:  

Aufgrund der hohen Dichte setzt man Wolfram in Schwungmassen von Armbanduhren ein. Auch in Sportgeräten kommt Wolfram zum Einsatz: Die Spitzen der Pfeile beim modernen Bogenschießen enthalten Wolfram. Das Schwermetall wird auch zur Herstellung der Hammerköpfe zum Hammerwerfen benötigt. Beim Dartspiel besteht der Barrel des Dartpfeiles aus einer Wolframlegierung. Als Barrel bezeichnet man den vorderen Teils des Pfeils hinter der Spitze, der die Hauptmasse des Wurfpfeils ausmacht. Die Wuchtgeschosse für Panzer der Deutschen Bundeswehr enthalten Wolframcarbid, während in der US-Armee dafür abgereichertes Uran benützt wird. Die Chobham-Panzerung von modernen Panzern enthält Verbundstoffe aus Stahl und keramischem Material, wofür sich neben Silicium- und Borcarbid auch Wolframcarbid eignet. Wolframcarbide sind Wolfram-Kohlenstoff-Verbindungen.

Ferrowolfram ist eine Legierung mit 60 bis 80 Prozent Wolframanteil und Eisen. Sie dient zur Herstellung des Wolframstahls, der sich durch sehr hohe Härte und Hitzebeständigkeit auszeichnet. Wolframstahl wird zum Beispiel für Schneidwerkzeuge und Gewindebohrer verwendet. Schraubendreher aus Wolframstahl sind fast unzerstörbar. Wolframcarbide eignen sich als härtender Zusatz in Schneidwerkzeugen und anderen Hartmetallen.

Die hohe Hitzebeständigkeit des Wolframs ermöglicht einen Einsatz als Glühdraht in Glühlampen und Elektronenröhren, in Heizleitern von Hochtemperaturöfen und in Raketenspitzen, Raketendüsen und Hitzeschilden für die Raumfahrt. Beim Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) wird ein Lichtbogen an einer dünnen Wolfram-Elektrode erzeugt, die trotz der hohen Temperaturen nicht abschmilzt. Es sind im Handel auch dicke Schweißelektroden aus fast reinem Wolfram für andere Schweißtechniken erhältlich.