Samārijs ķīmisko elementu periodiskajā tabulā tiek apzīmēts ar simbolu Sm un atrodas 6. perioda f-blokā. Samārija relatīvā atommasa ir 150,36, un tā atoms sastāv no 62 protoniem un 62 elektroniem (elektronu konfigurācija [Xe]4f⁶6s²). Samārijs pieder pie lantanoīdu jeb retzemju elementu grupas. Samārijs ir sudrabaini balts metāls. Tas ir 40. visbiežāk sastopamais elements Zemes garozā. 

Samārijs bija viens no retzemju elementiem, kas ap 19. gs. sākumu ķīmiķiem sagādāja apjukumu un neskaidrības. Tā vēsture sākās ar cērija atklāšanu 1803. gadā. Radās ideja, ka cērija paraugs varētu saturēt citus metālus, un 1839. gadā zviedru ķīmiķis Karls Gustavs Mūsanders (Carl Gustaf Mosander) apgalvoja, ka no tā ir ieguvis lantānu un didīmu. Lai gan K. G. Mūsanderam bija taisnība par lantānu, viņš kļūdījās par didīmu. 1879. gadā franču ķīmiķis Pols Emīls Lekoks de Buābodrāns (Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran) ieguva didīmu no samarskīta minerāla. Viņš sagatavoja didīma nitrāta šķīdumu un tam pievienoja amonija hidroksīdu. P. E. Lekoks de Buābodrāns novēroja, ka divos posmos veidojas nogulsnes. Viņš pievērsa uzmanību pirmajam nogulšņu slānim un, izmērot tā spektru, atklāja, ka tas ir jauns elements. Tas izrādījās jaunā elementa hidroksīds, ko zinātnieks nosauca par samāriju, jo tas tika atrasts samarskītā. Samārija paraugs vēlāk izrādījās arī avots citiem retzemju elementiem: gadolīnijam (1886) un eiropijam (1901). Tīrs samārija oksīds (Sm₂O₃) tika iegūts tikai 1901. gadā franču ķīmiķa Ežēna Anatola Demarsē (Eugène-Anatole Demarçay) vadībā. Viņš atklāja, ka samārija paraugs sastāv no diviem elementiem, un nosauca jaunos elementus par samāriju un eiropiju. Tīru elementu izolēja vācu ķīmiķis Vilhelms Mutmans (Wilhelm Muthmann) 1903. gadā. 

Tāpat kā pārējiem retzemju elementiem, galvenie samārija avoti ir minerāli monacīts un bastnazīts. Samāriju no citiem minerāla komponentiem atdala, izmantojot jonu apmaiņu un šķīdinātāju ekstrakciju. Samārijs ir sastopams arī samarskītā, cerītā, ortītā, iterbītā un fluorsparā. Elements tiek uzskatīts par salīdzinoši bieži sastopamu lantanoīdu. Tas Zemes garozā sastopams apmēram no 4,5 līdz 7 daļām uz miljonu, kas to ierindo 40. vietā pēc elementu sastopamības.

Samārijam ir septiņi dabā sastopami izotopi: samārijs-144 (3,1 %), samārijs-147 (15,0 %), samārijs-148 (11,2 %), samārijs-149 (13,8 %), samārijs-150 (7,4 %), samārijs-152 (26,8 %) un samārijs-154 (22,8 %). No tiem trīs izotopi ir radioaktīvi – samārijs-147, samārijs-148 un samārijs-149. Taču šo izotopu pussabrukšanas periodi ir tik gari, ka tos pieskaita pie stabiliem izotopiem. No tiem samārijs-147 ir ar īsāko pussabrukšanas periodu 1,1×10¹¹ gadi. Līdztekus dabīgajiem izotopiem samārijam ir zināmi arī vairāki radioizotopi, piemēram, samārijs-151, kura pussabrukšanas periods ir 94,6 gadi, un samārijs-145, kura pussabrukšanas periods ir 340 dienas. Visiem pārējiem radioaktīvajiem samārija izotopiem (no samārija-129 līdz samārijam-168) pussabrukšanas periodi ir īsāki par dažām dienām, lielākajai daļai tie ir īsāki par vienu minūti. Viens no samārija radioaktīvajiem izotopiem, samārijs-153, tiek izmantots medicīnā. Pacienti ar ļaundabīgo kaulu audzēju bieži cieš no ļoti stiprām sāpēm. Samārijs-153 palīdz tās mazināt, ja to ievada pacientam injekcijas veidā kā medikamentu. 

Samārijs ir sudrabaini balts metāls. Metāls spēj uzliesmot pats no sevis jau pie temperatūras ap 150 °C. Samārijam ir spēcīgas magnētiskās īpašības. Samārija viršanas temperatūra ir 1794 ºC, tā kušanas temperatūra ir 1074 ºC. Samārija blīvums ir 7,52 g/cm³ (dati no “CRC Ķīmijas un fizikas rokasgrāmatas, 86. izdevuma” (CRC Handbook of Chemistry and Physics. 86th Edition) Deivida Lida (David R. Lide) redakcijā). Samārija atoma kovalentais rādiuss ir 185 pm, savukārt tā elektronegativitātes vērtība ir 1,17. 

Samārijs ir stabils sausā gaisā, bet mitrā gaisā uz tā virsmas veidojas oksīda kārta. Samārijs savienojumos visbiežāk ir sastopams ar oksidēšanās pakāpi +3, kas ir raksturīga arī citiem lantanoīdiem. Retāk tas ir sastopams ar oksidēšanās pakāpi +2, piemēram, tādos savienojumos kā samārija jodīds (SmI₂) vai samārija hlorīds (SmCl₂). Augstākās temperatūrās samārijs deg gaisā un veido samārija oksīdu (Sm₂O₃). Samārijs veido trihalogenīdus (SmF₃, SmCl₃, SmBr₃ un SmI₃). Tas reaģē ar atšķaidītām skābēm (piemēram, HCl vai H₂SO₄), veidojot samārija sāļus. 

Viens no svarīgākajiem samārija pielietojumiem ir ļoti spēcīgu magnētu ražošana. Samāriju izmanto pastāvīgajos magnētos sakausējumā ar kobaltu. Tie ir 10 000 reižu spēcīgāki par dzelzs magnētiem, un tiem ir visaugstākā izturība pret atmagnetizāciju, jo šie magnēti spēj izturēt temperatūru virs 700 °C. Tie saglabā magnētiskās īpašības augstā temperatūrā, tāpēc tiek izmantoti mikroviļņu tehnoloģijās. Magnētu spēks padara tos īpaši noderīgus ierīču miniaturizācijā, piemēram, austiņās un motoros. Vienīgais samārija savienojums ar komerciālu pielietojumu ir samārija oksīds (Sm₂O₃). To izmanto keramikā un stikla ražošanā, jo tas absorbē infrasarkanos starus. Samārijs tiek izmantots arī kā katalizators etanola (etilspirta) ražošanā un kā neitronu absorbētājs kodolenerģijas reaktoros. Tāpat kā citi lantanoīdi, samārijs tiek lietots oglekļa loka apgaismojumā filmēšanas studijās un projekcijas tehnikā. Samārijs tiek izmantots optiskajos lāzeros, jo tam piemīt īpašas luminiscējošas īpašības. Kad samāriju izmanto kā dopantu (piemaisījumu), piemēram, kalcija hlorīda kristālu matricās, tas ļauj šiem kristāliem izstarot noteiktas gaismas viļņu garumus.