最大的速率：光（含所有电磁波），在真空中其速度为299,792,458米／秒（即光速）。
最硬的物质：聚合钻石纳米棒，2003年由石墨的压缩制得的，也就是那次发现它比一般的钻石要硬得多，这使得它成为已知最硬的材料。硬度约为钻石40倍。
镀上奈米碳管黑体的铝箔
奈米碳管黑体是目前已知最黑的物质之一，由垂直排列生成的奈米碳管组成，常温下本体不发射可见光，而且吸收最高达99.965%的可见光波段电磁辐射。因为当光线入射奈米碳管黑体时几乎不会反射出去，而是会局限于管壁之中不断偏折，直到最后转换成热能为止。
电子显微镜下石墨烯薄片
最易导热的物质：石墨烯，石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5,300 W/(m·K)，高于纳米碳管和金刚石。
最难导热的物质：二硒化钨，热导率为钻石的10万分之一。二硒化钨是在第六族金属二硫属化物中非常稳定的半导体。
最硬的矿物：钻石，莫氏硬度为10。钻石是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，为五种枢要宝石的一种，化学和工业应用中称为金刚石。
最软的矿物：滑石，莫氏硬度为1。滑石是一种粘土矿物，滑石粉通常与玉米淀粉结合，用作婴儿爽身粉。也是许多化妆品的主要成分。
最硬的金属：铬，摩氏硬度为9。铬是一种高价值的金属，其经高度抛光后，仍能抵抗锈蚀；铬亦为不锈钢的主要添加物，为其提供防蚀特性。
最软的金属：铯，摩氏硬度为0.2。铯色白质软，熔点低，28.44 ℃时即会熔化。它是在室温或者接近室温的条件下为液体的五种金属元素之一。
熔点最高的金属：钨，钨元素具有极高稳定性，在所有元素中拥有第二高的熔点3422 °C以及最高的沸点5660 °C 。密度为19.25 g·cm−3，与铀与金的密度相当，比铅的密度还高1.7倍。
熔点最低的金属和延展性最差的金属：汞，俗称水银，是密度大、室温下为液态的银白色过渡金属，具有轻微的挥发性，且性质与稀有气体类似。汞的熔点是−38.83 °C，沸点是356.73 °C，是所有金属元素中液态温度范围最小的。
延展性最佳的金属：铂＆金，铂为延性最佳，金则展性最佳。铂俗称白金，是一种密度高、延展性高、反应性低的银白色贵金属，属于过渡金属。纯金是有明亮光泽、黄中带红、柔软、密度高、有延展性的金属。
密度最高的金属：锇，密度为22661公斤／立方米。锇是一种坚硬、易碎的铂系过渡金属，具有独特的蓝白色光泽。锇与铂、铱及其他铂系元素形成的合金具有超强的耐用性和硬度，能用于制造钢笔笔头和电触头等。
金属锂浮在煤油上
密度最低的金属：锂，密度为535公斤／立方米。锂是软的银白色碱金属。锂及其化合物具多种工业用途，包括耐热玻璃、陶瓷、锂润滑脂润滑剂，用于生产铁、钢和铝的助焊剂添加剂、锂电池和锂离子电池。
电解的银
最易导热的金属和最易导电的金属：银，热导率为429W/（m·K）。银用于太阳能电池、水过滤、珠宝、装饰品、高价值餐具和器具（因此称为银器）、电气接触和导体、专用镜子、窗户涂料、催化化学反应，作为著色玻璃和专用糖果中的著色剂。
铑箔和铑丝
最贵的天然金属：铑，价值约为黄金2倍。铑是一种稀有、坚硬、抗腐蚀、在化学上较为惰性的银白色过渡金属元素。铑是一种惰性金属，同时是铂系元素的一员，为最为稀有和贵重的贵金属之一。
最贵的人造金属：钍，现今价值为每毫克一千美金。钍为银白色金属，在空气中会形成二氧化钍并褪成黑色。硬度一般，熔点高，具延展性。钍若切成细块则可在空气中点燃。有人建议用钍取代铀作为核反应炉的燃料，已有数个钍反应炉被建造。
最活泼的非金属元素：氟，是最轻的卤素，具强氧化性。其单质在标准状况下为浅黄色的双原子气体，有剧毒。作为电负性最强的元素，氟极度活泼，几乎与所有其它元素，包括某些惰性气体元素，都可以形成化合物。
氦的光谱线
最不活泼的非金属元素：氦，是一种无色、无臭、无味、无毒的惰性单原子气体。它也是稀有气体族的第一个元素。其单质熔点和沸点为所有元素中最低的。它的总含量和太阳或木星内的比例十分相似。
最简单的有机化合物：甲炔，是一个仅由一个碳原子跟一个氢原子构成的极不稳定气体或自由基，也称为甲炔基。在自然状态下，不会存在甲炔，除非是在低温、低压的特殊状态下，才可能有此种不稳定状态的化合物。
最简单的能在地球上稳定存在的有机化合物：甲烷，甲烷在地球上有很高的相对丰度，使之成为很有发展潜力的一种燃料，但在标准状态下收集以及存储气态的甲烷是一个十分有挑战性的课题。在自然状态下，甲烷可以在地底下或者海底找到，大气中也含有甲烷，这些甲烷称为大气甲烷。
最强的强酸：氟锑酸 ，能分解碳氢化合物并产生碳正离子以及氢气，氟锑酸会与水起强烈甚至爆炸性的反应，而且它会与目前已知几乎所有的溶剂发生反应。
最强的纯酸和最温和的强酸：碳硼烷酸酸性是纯硫酸的一百万倍，但腐蚀性极低。造成碳硼烷酸超强酸性的原因，是由于其共轭碱CHB11Cl11−非常稳定，而且具有高电负性的氯取代基，能有效分散负电荷。
等离子态下发出的浅紫光
宇宙中含量最多的元素：氢，原子结构最简单的元素。氢原子最早在宇宙复合阶段出现并遍布全宇宙。在标准温度和压力之下，氢形成双原子分子，呈无色、无臭、无味非金属气体，不具毒性，高度易燃。
液态氮
地球大气中含量最多的物质：氮，大气含量占78.084%。很多工业上重要的化合物都含有氮原子，例如氨、硝酸、可用作推进剂或炸药的有机硝酸盐、氰化物等。
盛于烧杯之中的液氧在室温下沸腾
地壳中含量最多的非金属元素：氧，地壳含量占49.4%。氧是细胞呼吸作用中重要的元素。在生物体中，主要有机分子，如蛋白质、核酸、碳水化合物和脂肪等，还有组成动物外壳、牙齿和骨骼的无机化合物，都含有氧原子。
地壳中含量最多的金属元素：铝，地壳含量占7.57%。铝因其低密度以及耐腐蚀（由于钝化现象）而受到重视。尽管铝在环境中广泛存在，但没有一种已知生命形式需要铝元素。
持续时间最长的实验：沥青滴漏实验，自1927年至今。其目的是为了测量极高黏度沥青在室温环境下的流动速度。每一滴高黏度沥青需经近十年时间，方能滴进漏斗下方的烧杯之中，第一滴沥青于1938年12月滴出。时至今日，已滴出九滴沥青。