Em seus compostos o boro apresenta um estado de oxidação de +3. As três primeiras energias de ionização do boro, no entanto, são muito altas para permitir a formação de compostos contendo o íon B3+; assim, em todos os seus compostos o boro é ligado covalentemente. Ou seja, um dos elétrons 2s do boro é promovido a um orbital 2p, dando à configuração eletrônica externa 2s12p2; os orbitais s e p podem então ser misturados para dar os híbridos sp2 e sp3, que permitem que o boro seja 3 e 4-coordenado, respectivamente. Os derivados tricoordenados (por exemplo, halogenetos, alquilos, arils) são moléculas planares que formam prontamente complexos doador-aceitador (chamados adutos), com compostos contendo pares solitários de elétrons; nestes adutos o átomo de boro é quadruplicado, sendo os quatro grupos tetrahedralmente dispostos ao seu redor. As ligações tetraédricas resultam da recepção de um par de electrões não partilhados de um átomo doador – seja uma molécula neutra ou um ânion. Isto permite a formação de uma variedade de estruturas. Os boratos sólidos mostram cinco tipos de estruturas envolvendo vários ânions (ou seja, BO33-, formado de boro e oxigênio) e ligações elétrons compartilhadas. O borato mais familiar é o tetraborato de sódio, comumente conhecido como bórax, Na2B4O7∙10H2O, que ocorre naturalmente em leitos de sal. O bórax tem sido usado há muito tempo em sabonetes e anti-sépticos suaves. Devido à sua capacidade de dissolver óxidos metálicos, também encontrou amplas aplicações como um fluxo de solda.

Um outro composto de boro com diversas aplicações industriais é o ácido bórico, H3BO3. Este sólido branco, também chamado ácido bórico, ou ortobórico, é obtido através do tratamento de uma solução concentrada de bórax com ácido sulfúrico ou clorídrico. O ácido bórico é normalmente usado como anti-séptico suave para queimaduras e feridas superficiais e é um ingrediente importante nas loções oculares. Entre suas outras aplicações importantes estão seu uso como retardador de fogo em tecidos, em soluções para galvanoplastia de níquel ou para curtimento de couro, e como constituinte principal em catalisadores de numerosas reações químicas orgânicas. Ao aquecer, o ácido bórico perde água e forma ácido metabórico, HBO2; a perda adicional de água do ácido metabórico resulta na formação de óxido de boro, B2O3. Este último é misturado com sílica para fazer vidro resistente ao calor (vidro borosilicato) para uso em artigos de cozinha e certos tipos de equipamento de laboratório. O boro combina com carbono para formar carboneto de boro (B4C), uma substância extremamente dura que é usada como abrasivo e como agente de reforço em materiais compostos.

Boro combina com vários metais para formar uma classe de compostos chamados boretos. Os boretos são geralmente mais duros, quimicamente menos reativos e eletricamente menos resistivos e têm um ponto de fusão maior do que os elementos metálicos puros correspondentes. Alguns dos boretos estão entre as substâncias mais duras e resistentes ao calor de todas as substâncias conhecidas. O borreto de alumínio (AlB12), por exemplo, é usado em muitos casos como substituto do pó de diamante para moagem e polimento.

Com nitrogênio, o boro forma nitreto de boro (BN), que, como o carbono, pode existir em duas formas alomórficas (quimicamente idênticas, mas fisicamente diferentes). Uma delas tem uma estrutura em camadas semelhante à do grafite, enquanto a outra tem uma estrutura cristalina cúbica semelhante à do diamante. Esta última forma alotrópica, chamada borazon, é capaz de resistir à oxidação a temperaturas muito mais altas e é extremamente dura – propriedades que a tornam útil como um abrasivo de alta temperatura.

Boron reage com todos os elementos halogenados para dar trihálidos monoméricos, altamente reativos (BX3, onde X é um átomo halogenado-F, Cl, Br, ou I). Estes ácidos chamados Lewis rapidamente formam complexos com aminas, fosfinas, éteres e íons haleto. Exemplos de formação de complexos entre tricloreto de boro e trimetilamina, assim como entre trifluoreto de boro e íon flúor, são mostrados nas seguintes equações:

em que o ponto pesado indica que uma ligação é formada entre os átomos de nitrogênio e boro. Quando o tricloreto de boro é passado a baixa pressão através de dispositivos que fornecem uma descarga elétrica, o tetracloreto de diboro, Cl2B-BCl2, e o tetracloreto de tetraboro, B4Cl4, são formados. O tetracloreto de diboro decompõe-se à temperatura ambiente para dar uma série de monocloretos com a fórmula geral (BCl)n, na qual n pode ser 8, 9, 10, ou 11; os compostos com as fórmulas B8Cl8 e B9Cl9 são conhecidos por conterem gaiolas fechadas de átomos de boro.

Boron também forma uma série de halogenetos com a fórmula geral BnXn, que também contém gaiolas fechadas de átomos de boro. Um exemplo é o cloreto de boro B4Cl4. Infelizmente, estes interessantes halogenetos, a maioria dos quais são altamente coloridos em contraste com os derivados de boro mais típicos, são extremamente difíceis de preparar e de manusear. A substância B4Cl4, por exemplo, só pode ser preparada em quantidades de miligramas, sendo necessárias técnicas complexas de descarga elétrica para sua produção; além disso, ela se inflama espontaneamente no ar e é rapidamente decomposta tanto pela água quanto pela graxa usada para lubrificar o equipamento de vácuo empregado em sua preparação.

Com hidrogênio, o boro forma uma série de compostos chamados boranos, sendo o mais simples o diborano (B2H6). A estrutura molecular e o comportamento químico destes hidretos de boro são únicos entre os compostos inorgânicos. Tipicamente, a sua estrutura molecular revela alguns átomos de boro e hidrogénio intimamente rodeados ou ligados a mais átomos do que pode ser explicado por uma ligação de pares de electrões para cada par de átomos. Esta variância levou ao conceito de uma ligação química que consiste num par de electrões não localizado entre dois átomos mas partilhado por três átomos (ligação de três centros de dois electrões). As inusitadas ligações de dois elétrons de três centros levaram a uma variedade de compostos de hidreto de boro poliédrico. Os hidretos de boro mais comuns e conhecidos incluem os decahydro-closo-decaborate (2-) e dodecahydro-closo-dodecaborate (2-) aniões. Quando os agregados de hidreto de boro incluem átomos de carbono, eles formam carboranos, ou carbaboranos (de acordo com a União Internacional de Química Pura e Aplicada nomenclatura). O aglomerado de carborano mais comumente encontrado é o icosahedral dicarbaborane (C2B10H12). Dependendo da localização dos átomos de carbono na gaiola de boro, os dicarbaboranos são classificados em três isômeros: orto-carborano (1,2-C2B10H12), metacarborano (1,7-C2B10H12) e para-carborano (1,12-C2B10H12). Os boranos poliédricos e carboranos têm aplicações em campos como o armazenamento de hidrogénio e a medicina, e também actuam como blocos de construção de estruturas macromoleculares dendríticas. O diborano combina com uma grande variedade de compostos para formar um grande número de boro ou derivados de borano, incluindo compostos orgânicos de boro (por exemplo, boranos alquilo ou arilo e adutos com aldeídos).

A presença de compostos de boro pode ser detectada qualitativamente pela coloração verde que eles conferem à chama de um laboratório comum, ou bunsen, queimador. Quantitativamente, o boro é mais facilmente analisado convertendo o material a ser analisado em ácido bórico por tratamento com ácido; o excesso de ácido mineral é então neutralizado e o ácido bórico muito mais fraco é titulado (neutralizado em base de volume) na presença de um açúcar, como o manitol, para tornar o ácido detectável.