이산화토륨은 산화된 화합물 중에서 가장 높은 녹는점을 가진 내화 금속이다(3390°C).[92] 텅스텐에 0.8–1%의 ThO2을 넣으면 텅스텐의 구조가 안정되며, 그로 인해 필라멘트의 역학적 안정성이 더 나아져 진동에도 더 잘 버틸 수 있게 된다. ThO2를 산성 물질로 용해시킬 때, 온도가 500–600°C까지 올라간다. 600°C 이상까지 가열하면 ThO2의 다른 형태를 생산하는데, 이것은 산성 물질에 매우 큰 저항을 일으킨다. 소량의 플루오린화 이온은 촉매 작용을 하여 이산화토륨이 산성 물질에 용해되게 한다.