Yhdisteissään boorin hapetusaste on +3. Boorin kolme ensimmäistä ionisaatioenergiaa ovat kuitenkin aivan liian korkeita, jotta B3+-ionin sisältäviä yhdisteitä voisi muodostua, joten kaikissa boorin yhdisteissä boori on kovalenttisesti sitoutunut. Toisin sanoen yksi boorin 2s:n elektroneista siirretään 2p-orbitaaliin, jolloin ulompi elektronikonfiguraatio on 2s12p2; s- ja p-orbitaalit voidaan sitten sekoittaa keskenään, jolloin saadaan sp2- ja sp3-hybridejä, jotka mahdollistavat boorin kolmi- ja nelikoordinoinnin. Kolmikoordinoidut johdannaiset (esim. halogenidit, alkyylit, aryylit) ovat tasomolekyylejä, jotka muodostavat helposti luovuttaja-akseptorikomplekseja (ns. addukteja) sellaisten yhdisteiden kanssa, jotka sisältävät yksinäisiä elektronipareja; näissä addukteissa booriatomi on nelikoordinoidut, ja neljä ryhmää on sijoitettu tetraedrisesti sen ympärille. Tetraedriset sidokset syntyvät, kun luovuttajaatomi – joko neutraali molekyyli tai anioni – vastaanottaa jakamattoman elektroniparin. Tämä mahdollistaa erilaisten rakenteiden muodostumisen. Kiinteissä boraateissa on viisi erilaista rakennetyyppiä, joihin liittyy useita anioneja (esim. BO33-, joka muodostuu boorista ja hapesta) ja jaettujen elektronien sidoksia. Tunnetuin boraatti on natriumtetraboraatti, joka tunnetaan yleisesti booraksina, Na2B4O7∙10H2O, jota esiintyy luonnossa suolakerrostumissa. Booraksia on pitkään käytetty saippuoissa ja miedoissa antiseptisissä aineissa. Koska se kykenee liuottamaan metallioksideja, sitä on käytetty laajalti myös juotosliuoksena.

Toinen booriyhdiste, jolla on monipuolisia teollisia sovelluksia, on boorihappo, H3BO3. Tämä valkoinen kiinteä aine, jota kutsutaan myös boorihapoksi tai ortoboorihapoksi, saadaan käsittelemällä väkevää booraksiliuosta rikki- tai suolahapolla. Boorihappoa käytetään yleisesti mietona antiseptisenä aineena palovammojen ja pintahaavojen hoitoon, ja se on tärkeä ainesosa silmävoiteissa. Muita tärkeitä käyttökohteita ovat boorin käyttö kankaiden palonestoaineena, nikkelin galvanoinnissa tai nahan parkitsemisessa käytettävissä liuoksissa sekä useiden orgaanisten kemiallisten reaktioiden katalyyttien pääkomponenttina. Kuumennettaessa boorihappo menettää vettä ja muodostaa metaboorihappoa, HBO2; metaboorihappo menettää edelleen vettä, jolloin muodostuu boorioksidia, B2O3. Jälkimmäinen sekoitetaan piidioksidin kanssa lämmönkestävän lasin (boorisilikaattilasi) valmistamiseksi, jota käytetään keittoastioissa ja tietyntyyppisissä laboratoriolaitteissa. Boori yhdistyy hiilen kanssa muodostaen boorikarbidia (B4C), erittäin kovaa ainetta, jota käytetään hioma-aineena ja lujitteena komposiittimateriaaleissa.

Boori yhdistyy erilaisten metallien kanssa muodostaen borideiksi kutsuttujen yhdisteiden luokan. Boridit ovat yleensä kovempia, kemiallisesti vähemmän reaktiivisia ja sähköisesti vähemmän resistiivisiä ja niillä on korkeampi sulamispiste kuin vastaavilla puhtailla metalleilla. Jotkin booridit ovat kaikista tunnetuista aineista kovimpia ja lämmönkestävimpiä. Esimerkiksi alumiiniboridia (AlB12) käytetään monissa tapauksissa timanttipölyn korvikkeena hionnassa ja kiillotuksessa.

Typen kanssa boori muodostaa boorinitridiä (BN), joka hiilen tavoin voi esiintyä kahdessa allomorfisessa (kemiallisesti identtisessä, mutta fysikaalisesti erilaisessa) muodossa. Toisella niistä on grafiittia muistuttava kerrosrakenne, kun taas toisella on timanttia muistuttava kuutiomainen kiderakenne. Jälkimmäinen allotrooppinen muoto, jota kutsutaan booratsoniksi, kestää hapettumista paljon korkeammissa lämpötiloissa ja on erittäin kova – ominaisuuksia, jotka tekevät siitä käyttökelpoisen korkean lämpötilan hioma-aineena.

Boori reagoi kaikkien halogeenielementtien kanssa muodostaen monomeerisiä, erittäin reaktiivisia trihalogenideja (BX3, jossa X on halogeeniatomi – F-, Cl-, Br- tai I-atomi). Nämä niin sanotut Lewisin hapot muodostavat helposti komplekseja amiinien, fosfiinien, eetterien ja halogenidi-ionien kanssa. Esimerkkejä booritrikloridin ja trimetyyliamiinin sekä booritrifluoridin ja fluoridi-ionin välisestä kompleksinmuodostuksesta on esitetty seuraavissa yhtälöissä:

jossa raskas piste osoittaa, että typpi- ja booriatomien välille muodostuu sidos. Kun booritrikloridia johdetaan matalassa paineessa sähköpurkauksen antavien laitteiden läpi, muodostuu diboritetrakloridia, Cl2B-BCl2, ja tetraboritetrakloridia, B4Cl4. Diboritetrakloridi hajoaa huoneenlämmössä muodostaen sarjan monoklorideja, joilla on yleiskaava (BCl)n, jossa n voi olla 8, 9, 10 tai 11; kaavoilla B8Cl8 ja B9Cl9 varustettujen yhdisteiden tiedetään sisältävän suljettuja booriatomihäkkejä.

Boorista muodostuu myös sarja halogenideja, joilla on yleiskaava BnXn, joka myös sisältää suljettuja booriatomihäkkejä. Yksi esimerkki on boorikloridi B4Cl4. Valitettavasti nämä mielenkiintoiset halogenidit, joista useimmat ovat erittäin värikkäitä toisin kuin tyypillisemmät boorijohdannaiset, ovat erittäin vaikeita valmistaa ja käsitellä. Esimerkiksi ainetta B4Cl4 voidaan valmistaa vain milligrammamäärinä, ja sen valmistukseen tarvitaan monimutkaisia sähköpurkaustekniikoita; lisäksi se syttyy spontaanisti ilmassa ja hajoaa nopeasti sekä vedestä että jopa rasvasta, jota käytetään valmistuksessa käytettävien tyhjiölaitteiden voiteluun.

Vedyn kanssa boori muodostaa sarjan yhdisteitä, joita kutsutaan nimellä booraanit, joista yksinkertaisin on diboraani (B2H6). Näiden boorihydridien molekyylirakenne ja kemiallinen käyttäytyminen ovat ainutlaatuisia epäorgaanisten yhdisteiden joukossa. Tyypillisesti niiden molekyylirakenteesta käy ilmi, että jotkin boori- ja vetyatomit ovat tiiviisti useampien atomien ympäröimiä tai sidoksissa useampiin atomeihin kuin mitä voidaan selittää kunkin atomiparin elektroniparisidoksella. Tämä poikkeavuus johti käsitteeseen kemiallisesta sidoksesta, joka koostuu elektroniparista, joka ei ole paikallistettu kahden atomin välille vaan jaettu kolmen atomin kesken (kolmen sentin kahden elektronin sidos). Epätavalliset kolmesenttiset kahden elektronin sidokset johtivat monenlaisiin polyedrisiin boorihydridiyhdisteisiin. Yleisimpiä ja tunnetuimpia boorihydridejä ovat dekahydro-kloso-dekaboraatti (2-) ja dodekahydro-kloso-dodekaboraatti (2-) -anionit. Kun boorihydridiklustereihin sisältyy hiiliatomeja, ne muodostavat karboraaneja eli karbaboraaneja (kansainvälisen puhtaan ja sovelletun kemian liiton nimikkeistön mukaan). Yleisin karboraaniklusteri on ikosaedrinen dikarboraaniklusteri (C2B10H12). Riippuen hiiliatomien sijainnista boorihäkissä dikarbaboraanit luokitellaan kolmeen isomeeriin: ortokarboraani (1,2-C2B10H12), metakarboraani (1,7-C2B10H12) ja parakarboraani (1,12-C2B10H12). Polyedrisiä boraaneja ja karboraaneja käytetään esimerkiksi vedyn varastoinnissa ja lääketieteessä, ja ne toimivat myös dendriittisten makromolekyylirakenteiden rakennusaineina. Diboraani yhdistyy monenlaisten yhdisteiden kanssa muodostaen suuren määrän boori- tai boorijohdannaisia, mukaan lukien orgaaniset booriyhdisteet (esim. alkyyli- tai aryyliboraanit ja adduktiot aldehydien kanssa).

Booriyhdisteiden läsnäolo voidaan havaita kvalitatiivisesti vihreästä väristä, jonka ne antavat tavallisen laboratorio- eli bunsen-polttimen liekille. Kvantitatiivisesti boori on helpointa analysoida muuntamalla analysoitava materiaali boorihapoksi käsittelemällä sitä hapolla; ylimääräinen mineraalihappo neutraloidaan sitten ja paljon heikompi boorihappo titrataan (neutraloidaan tilavuus-tilavuus-perusteisesti) sokerin, kuten mannitolin, läsnäollessa, jotta happo olisi havaittavissa.