Osmijs ķīmisko elementu periodiskajā tabulā tiek apzīmēts ar simbolu Os un atrodas 6. perioda 8. grupā (pārejas metāli, cēlmetāli). Osmija relatīvā atommasa ir 190,23, un tā atoms sastāv no 76 protoniem un 76 elektroniem (elektronu konfigurācija [Xe]4f¹⁴5d⁶6s²). Osmijs ir spīdīgs, sudrabains metāls, kas pieder pie platīna grupas metāliem. Osmijs ir arī viens no astoņiem cēlmetāliem. Tas ir visblīvākais no visiem periodiskās tabulas elementiem un divreiz blīvāks par svinu. Osmijs ir 81. visbiežāk sastopamais elements Zemes garozā, tas ir ārkārtīgi rets. 

1803. gadā angļu ķīmiķis Smitsons Tenants (Smithson Tennant) neattīrītam platīna paraugam pievienoja atšķaidītu karaļūdeni (aqua regia, slāpekļskābes un sālsskābes maisījums) un novēroja, ka metāls pilnībā neizšķīst. Iepriekš pētnieki bija pieņēmuši, ka neizšķīdušais atlikums ir grafīts, taču S. Tenantam radās aizdomas, ka tas varētu būt jauns elements. Viņš sāka pētīt izveidojušās nogulsnes, apstrādājot tās ar skābēm un bāzēm. Zinātniekam galu galā izdevās iegūt divus jaunus elementus, kurus viņš nosauca par irīdiju un osmiju. Osmiju tā nosauca izteiktās smakas dēļ, jo grieķu valodā vārds osmḗ, ὀσμή nozīmē ‘smarža’, ‘smaka’. Par osmija un irīdija izolēšanu viņš paziņoja 1804. gadā. Lai gan osmijs tika atzīts par jaunu metālu, to neizmantoja bieži sarežģītās apstrādes un retuma dēļ. Tomēr osmija ārkārtīgās nodilumizturības dēļ agrāk to izmantoja pildspalvu uzgaļu un gramofona adatu izgatavošanai. 

Osmijs dabā ir sastopams brīva metāla formā, taču galvenokārt tas ir atrodams niķeli un platīnu saturošās rūdās, kā arī sakausējumos ar irīdiju. Šie sakausējumi ir pazīstami kā iridosmīns vai osmirīdijs. Lai gan osmijs ir rets, tas ir sastopams dabiskos sakausējumos ar citiem platīna grupas metāliem: siserskītā (līdz 80 % osmija), aurosmirīdijā (25 % osmija) un nelielā daudzumā arī dabiskajā platīnā. Osmija rūdas ir atrodamas tādās valstīs kā Krievija, Kanāda, Dienvidāfrika un Amerikas Savienotās Valstis (ASV). Kopumā gadā tiek saražoti aptuveni 500 kg osmija. Osmija daudzums Zemes garozā ir ļoti zems, aptuveni 0,001 daļa uz miljonu. 

Dabā sastopamais osmijs sastāv no septiņiem izotopiem: osmijs-184 (0,02 %), osmijs-186 (1,59 %), osmijs-187 (1,96 %), osmijs-188 (13,24 %), osmijs-189 (16,15 %), osmijs-190 (26,26 %), osmijs-192 (40,78 %). No šiem izotopiem osmijs-184 un osmijs-186 ir radioaktīvi, tomēr ar tik ārkārtīgi garu pussabrukšanas periodu, ka tiek pieskaitīti pie stabilajiem osmija izotopiem. Osmija-184 pussabrukšanas periods ir 1,12 × 10¹³ gadi, osmija-186 pussabrukšanas periods ir 2,0 × 10¹⁵ gadi. Osmijam ir zināmi arī 30 mākslīgi iegūtie radioizotopi, no kuriem garākais pussabrukšanas periods (6,0 gadi) ir osmijam-194. Tālāk seko osmijs-185 ar pussabrušanas periodu 93 dienas un osmijs-191 ar pussabrukšanas periodu 15 dienas. Pārējo osmija radioizotopu pussabrukšanas periodi ir īsāki par 30 stundām, lielākajai daļai tie ir īsāki par desmit minūtēm. 

Osmijs ir spīdīgs, sudrabains metāls, izturīgs pret koroziju. Tas ir ļoti ciets, bet trausls metāls. Osmijs ir paramagnētisks. Tā viršanas temperatūra ir 5012 ºC, kušanas temperatūra – 3033 ºC. Osmija blīvums ir 22,59 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). Osmija atoma kovalentais rādiuss ir 136 pm, savukārt tā elektronegativitātes vērtība ir 2,2. 

Osmijs ir viens no stabilākajiem cēlmetāliem. Tas nereaģē ar ūdeni, aukstām un karstām skābēm un sārmiem. Osmijs izšķīst izkausētos sārmos oksidētāja klātbūtnē. Osmijs reaģē ar gaisu vai skābekli tikai 200 °C augstā temperatūrā, veidojot osmija tetraoksīdu (OsO₄). Tīru metālisko osmiju ir grūti iegūt, tāpēc to bieži pagatavo pulvera veidā, ko karsējot pārveido cietā materiālā. Osmijs savienojumos pastāv ar oksidēšanās pakāpēm no 0 līdz +8. Tam ir raksturoti un stabili savienojumi ar oksidēšanās pakāpēm +2, +3, +4, +6 un +8. Rutēnijs ir vienīgais cits zināmais elements, kas pastāv +8 oksidēšanās pakāpē. Gandrīz visi osmija savienojumi, tos karsējot, viegli reducējas vai sadalās, veidojot brīvu osmiju pulvera veidā. 

Osmijam ir tikai daži pielietojumi. Tagad to izmanto ķīmiskajā rūpniecībā kā katalizatoru. Daži agrākie osmija pielietojumi mūsdienās vairs nav pieprasīti, piemēram, tintes pildspalvu uzgaļi, kompasa adatas, pulksteņu mehānismu gultņi un gramofonu adatas. Ārkārtējā cietība un izturība pret koroziju novērsa nodilumu ilgstošas lietošanas laikā. Tīram osmija metālam ir ļoti ierobežots pielietojums, jo tas ir ārkārtīgi rets un līdz ar to dārgs. Biežāk osmiju izmanto kā leģējošu piedevu, un tas ir samērā drošs sakausējumos, ko izmanto cietu sakausējumu iegūšanai ar tādiem metāliem kā platīns un irīdijs.