Los minerales más importantes en los que se encuentra son el circón (ZrSiO4) y la baddeleyita (ZrO2), aunque debido al gran parecido entre el circonio y el hafnio (no hay otros elementos que se parezcan tanto entre sí) realmente estos minerales son mezclas de los dos; los procesos geológicos no han sido capaces de separarlos.

En 1824 Jöns Jacob Berzelius lo aisló en estado impuro; hasta 1914 no se preparó el metal puro.

En algunas escrituras bíblicas se menciona el mineral circón, que contiene circonio, o alguna de las variaciones de dicho mineral (jargón, jacinto, etc.) No se conocía que el mineral contenía un nuevo elemento hasta que Klaproth analizó un jergón procedente de Ceilán, en el océano Índico, denominando al nuevo elemento como circonia.

Después tratado con agua, secado y calentamiento prolongado en ácido clorhídrico diluido obtuvo un polvo semejante a negro de carbón.

[7]​ A temperatura ambiente el circonio presenta una estructura cristalina hexagonal compacta, α-Zr, del mismo tipo que el magnesio.

Pero a pesar de su mal conductividad eléctrica es relativamente buen conductor térmico.

Las propiedades de circonio y el homólogo más pesado, el hafnio, son similares debido a la contracción lantánida.

Por el contrario el hafnio tiene una sección muy elevada esto hace necesario el proceso de separación para aplicaciones nucleares.

Presenta una alta resistencia a la corrosión por álcalis, ácidos, agua salada y otros agentes.

También, se disolverá en una mezcla de ácido clorhídrico y sulfúrico especialmente cuando está presente el flúor.

[14]​ Cuando está finamente dividido es altamente inflamable, puede arder espontáneamente en contacto con el aire (reacciona antes con el nitrógeno que con el oxígeno), especialmente a altas temperaturas.

[15]​ Se han sintetizado veintiocho isótopos artificiales del circonio, que van en la masa atómica de 78 a 110.

No se encuentra en la naturaleza como metal nativo, lo que refleja su inestabilidad intrínseca con respecto al agua.

[16]​ En abundancias ocupa el puesto 18, pero a pesar de ser muy común, por lo general solo se encuentra en cantidades muy pequeñas y cristales muy pequeños (típicamente 0,1 mm), por lo que en otros tiempos se consideró un elemento escaso.

En contraste, los depósitos primarios suelen tener un bajo contenido de circonio y no son rentables para la minería.

Además, se ha encontrado una alta cantidad en óxido de circonio (en comparación con la presente en la corteza terrestre) en muestras lunares traídas por el programa Apolo.

Mediante separación magnética se eliminan los minerales del titanio ilmenita y rutilo.

[12]​ En procesos semi-industriales se puede realizar la electrólisis de sales fundidas, obteniéndose el circonio en polvo que puede utilizarse posteriormente en pulvimetalurgia.

[20]​ Este contaminante no es importante para la mayoría de usos excepto en aplicaciones nucleares.

Para las aplicaciones usuales esto no es un problema debido a las propiedades químicas de hafnio y circonio son bastante similares.

[23]​ No son muy comunes los compuestos que contengan circonio, y su toxicidad inherente es baja.