Nātrijs ķīmisko elementu periodiskajā tabulā tiek apzīmēts ar simbolu Na un atrodas 3. perioda 1A. grupā (sārmu metāli). Nātrija relatīvā atommasa ir 22,9897, un tā atoms sastāv no 11 protoniem, 12 neitroniem un 11 elektroniem (elektronu konfigurācija [Ne]3s¹). Nātrijs ietilpst vairāku minerālu sastāvā un ir sestais izplatītākais elements Zemes garozā. Tas ir mīksts un viegls metāls (viens no plašāk pazīstamajiem sārmu metāliem) sudrabbaltā krāsā ar metāliem raksturīgu spīdumu. Tipiski sārmu metāliem, nātrijs ir ķīmiski ļoti aktīvs un degošs elements, tādēļ to parasti uzglabā minerāleļļā. Rūpnieciski nātriju mūsdienās iegūst, veicot nātrija hlorīda kausējuma elektrolīzi, lai gan iepriekš plaši izmantoja karbotermisko nātrija karbonāta reducēšanu 1100 ^oC temperatūrā.

Lai gan nātriju saturošie savienojumi (piemēram, soda un vārāmais sāls) jau bija zināmi un lietoti izsenis, līdz pat 18. gs. nebija skaidras atšķirības starp nātriju un kāliju. Nātriju brīvā veidā pirmo reizi 1807. gadā izdalīja britu ķīmiķis Hamfrijs Deivijs (Humphry Davy), veicot nātrija hidroksīda (NaOH) kausējuma elektrolīzi. Šajā paša gadā H. Deivijs pēc līdzīgas kausējuma elektrolīzes atsevišķi brīvā veidā izdalīja arī kāliju. 1809. gadā vācu fiziķis un ķīmiķis Ludvigs Gilberts (Ludwig Wilhelm Gilbert) piedāvāja H. Deivija atklāto nātriju saukt par Natronium, bet kāliju – Kalium. Nātrija ķīmisko simbolu (Na) pirmo reizi 1814. gadā publicēja zviedru ķīmiķis Jenss Bercēliuss (Jöns Jacob Berzelius), kura nosaukumu veidoja neolatīņu valodas vārds natrium (angliski natron, kas ir pārsvarā nātrija karbonāta dekahidrātu saturošs minerāls), atvasinot no seno ēģiptiešu vārda nṯrj (netjeri) ‘dievišķs’. Vācu ķīmiķis Andrēass Zigismunds Margrāfs (Andreas Sigismund Marggraf) 18. gs. beigās apgalvoja, ka nātriju un kāliju var atšķirt pēc degošas liesmas krāsas, jo nātrija sāļi to iekrāso dzeltenā krāsā, bet kālija sāļi – violetā. 

Nātrijs brīvā veidā dabā nav sastopams, jo tas ir ļoti reaģētspējīgs metāls (strauji reaģē ar ūdeni vai gaisa skābekli). Pēc ķīmisko elementu izplatības nātrijs sastāda apmēram 2,3–2,4 % pēc masas, ieņemot 6. vietu starp visiem ķīmiskajiem elementiem Zemes garozā. Pazīstamākie nātriju saturošie minerāli ir halīts (NaCl), natrons (Na₂CO₃·10H₂O), glaubersāls jeb mirabilīts (Na₂SO₄·10H₂O), astrahanīts (Na₂SO₄·MgSO₄·4H₂O), Čīles salpetris (NaNO₃), kriolīts (Na₃AlF₆) un boraks (Na₂B₄O₇·10H₂O). Nātrijs atrodams arī vairāku vērtīgo dārgakmeņu – sodalīta, lazurīta, mēnessakmens – sastāvā. Nātrijs konstatēts arī Visumā un Saules atmosfērā, taču milzīga nātrija koncentrācija atrodas pasaules ūdeņos, kur sastopams nātrija hlorīds izšķīdušā veidā (pasaules okeāna sāļums vidēji ir 35 ‰).

Nātrijam ir zināms tikai viens stabilais izotops – nātrijs-23. Neskaitot nātriju-23, ir zināmi vēl citi 20 nātrija radioizotopi (no nātrija-18 līdz nātrijam-39). Nātrijs-23 veidojas kodoltermisku reakciju ceļā zvaigznēs (apvienojoties diviem oglekļa atomiem un emitējot ūdeņradim). Salīdzinoši stabilākie kosmogēnie nātrija izotopi ir nātrijs-22 ar pussabrukšanas periodu 2,6 gadi un nātrijs-24 ar pussabrukšanas periodu 15 stundas. Pārējiem radioizotopiem pussabrukšanas periodi ir mazāki par vienu minūti (visīsākais pussabrukšanas periods starp nātrija izotopiem ir nātrijam-18 – 1,3·10^-21 sekundes).

Nātrijs ir mīksts metāls sudrabbaltā krāsā, taču reakcijā ar gaisa skābekli veido pelēcīgu oksīda kārtiņu. Standarta apstākļos zemās atommasas un lielā atoma rādiusa dēļ tam ir trešais mazākais blīvums – 0,97 g/cm³ (dati no “CRC Ķīmijas un fizikas rokasgrāmatas, 95. izdevuma” (CRC Handbook of Chemistry and Physics. 95th Edition) Viljama Heinsa (William Mickey Haynes) redakcijā) – starp visiem metāliem. Kušanas un viršanas temperatūras nātrijam ir zemākas nekā litijam, bet, salīdzinot ar pārējiem sārmu metāliem, tās ir augstākas: 97,794 ^oC un 882,94 ^oC attiecīgi (dati no “CRC Ķīmijas un fizikas rokasgrāmatas, 95. izdevuma”). Kā jau visiem sārmu metāliem, arī nātrijam ir kubiska tilpumcentrējuma kristālrežģa uzbūve. Nātrijs ir paramagnētisks metāls un viens no trim metāliem (vēl litijs un kālijs), kuri negrimst ūdenī to zemo blīvumu dēļ. Starp sārmu metāliem pēc litija nātrijam ir otrs mazākais atoma rādiuss un otra augstākā elektronegativitātes vērība (0,93).

Kopumā nātrijs, kā jau 1A. grupas elements, ķīmiski ir ļoti reaģētspējīgs, jo atšķirīgos apstākļos tas stājas reakcijās ar praktiski visiem nemetāliem. Metālisks nātrijs ir aktīvāks ķīmiskajās reakcijās nekā litijs, taču mazāk reaģētspējīgs nekā kālijs. Mitrā gaisā svaigi griezta nātrija gabaliņa virsma strauji oksidējas, veidojot NaOH un tā karbonizācijas produktu apsūbējuma kārtiņu. Nātrija savienojumiem vienīgā oksidēšanās pakāpe ir +1, kur nātrijs ir katjons (Na⁺), taču retos gadījumos ir iegūti arī nātrija anjoni (Na^-), kuriem oksidēšanās pakāpe ir -1. Nātrijam degot gaisā vai tīrā skābeklī, veidojas nātrija peroksīds (Na₂O₂). Tiešā veidā standarta apstākļos tas reaģē ar hloru un fluoru, taču paaugstinātā temperatūrā – arī ar bromu, jodu, fosforu u. c. nemetāliem. Nātrija reakcija ar sēru notiek ļoti strauji (pārsvarā ar sprādzienu), veidojoties polisulfīdiem, taču ar oglekli reaģētspēja ir salīdzinoši zema, veidojoties nātrija karbīdam (Na₂C₂). Arī reakcijas ar skābēm (HCl, HNO₃, H₂SO₄) nav izņēmums, veidojoties attiecīgās skābes nātrija sāļiem. Ar ūdeni nātrijs reaģē eksotermiski (izdaloties siltumam), reakcijas rezultātā nātrijs aktīvi peld pa ūdens virsmu un izkūst, līdz pilnībā metālisks nātrijs ir izreaģējis un pārveidojies par nātrija hidroksīdu (NaOH). Nātrijs šķīst sašķidrinātā amonjakā, kā arī reaģē ar organiskajiem savienojumiem (lielākoties spirtiem). Gandrīz visi ķīmiskie savienojumi, kas veidojas reakcijās ar nātriju, ir jonu tipa savienojumi, veidojoties jonu saitei.

Procentuāli lielāko daļu nātrija izmanto vairāku miljonu tonnu nātrija hlorīda (sāls, pārtikas industrija, ceļu uzturēšana ziemā) un nātrija karbonāta (ūdens mīkstinātājs, mazgāšanas līdzekļi) ražošanai. Nātrija hlorīds (NaCl) var būt izejviela arī citu svarīgu vielu – sodas, nātrija hidroksīda un boraka – iegūšanai. Nātrijam ir plašs izmantojums metalurģijā, enerģijas ražošanā un organiskajā sintēzē. Nātriju plaši izmanto par reducētāju citu neorganisku savienojumu iegūšanai, kā arī nātrija hidrīds (NaH) kalpo kā bāze organiskajā ķīmijā. Metalurģijā nātrijs bieži vien kalpo kā piedeva sakausējumos, palielinot sakausējumu fizikālās īpašības un izturību. Rūpnieciski nātrijs tiek lietots arī polimēru ražošanā (neilons un sintētiskā gumija), zāļu vielu iegūšanā un siltumnesēju ražošanā. Viens no plašākajiem nātrija izmantojumiem iepriekš bija arī apgaismošanas spuldzēs, kalpojot par gaismas avotu (īpaši ielu apgaismošanai) ar dzeltenu vai dzelteni baltu gaismu. Nātrija tvaikus mēdz izmantot arī kosmosa tehnikā kā gaismas atstarotājus.