Metallosen molekulları "sendviç" formasına malikdir: oksidləşmə vəziyyəti +2 olan bir metal ionu onlardan bərabər məsafədə iki paralel tsiklopentadienil halqa arasında yerləşir. Əksər metalosenlərdə metal liqandlarla kovalent əlaqə ilə bağlanır, lakin manqanosendə kimyəvi rabitə Mn²⁺ kationunun və C₅H₅ anionlarının elektrostatik qarşılıqlı təsiri nəticəsində əmələ gəlir. Xromosen və vanadosendə metal ionu ilə liqandlar arasındakı əlaqə də qismən ion xarakteri daşıyır. Tsiklopentadienil həlqələrin qarşılıqlı düzülüşü birləşmədən asılıdır: əgər ferrosendə bu halqalar prizmatik və ya antiprizmatik konfiqurasiyadadırsa, rutenosen və osmosendə onlar prizmatik konfiqurasiyada olurlar.          

Metallosenlər intensiv rəngdədir və bir çox üzvi həlledicilərdə asanlıqla həll olunur. Sublimasiyaya qadirdir. Metalosen molekulundakı metal ionunun nəcib qazlar kimi elektron qabığı varsa (məsələn, ferrosen, rutenosen və osmosendə), onda belə birləşmələr kifayət qədər sabitdir — 400 °C-ə qədər istiliyə davamlıdırlar, havada oksidləşməyə məruz qalmırlar. Belə birləşmələr aromatik xüsusiyyətlərə malikdir: onlar elektrofilik əvəzetmə reaksiyalarına (sulfonlaşma, asilləşmə, civələşmə, metallaşma reaksiyaları) daxil olurlar. Nikelosen daha az dayanıqlıdır. Digər metallosenlər havada qeyri-sabitdir və sürətlə oksidləşirlər. Metalosenlər elektroakseptor qruplarla qarşılıqlı əlaqədə olur, yük-ötürmə kompleksləri əmələ gətirir. Onlar turşu məhlullarında sabit olan metallosenium kationlarını, məsələn: [(C5H5)2M]+ və kompleks anionlarla zəif həll olunan birləşmələr [PF₆]-, [BF₄]-, [PtCl₆]2-, [PhB4] ]- əmələ gətirirlər. Nikelosen maye ammonyakda Ni(CO)₄, NO, PPh₃, KCN ilə maye ammonyak iştirakında qarşılıqlı təsirdə olduqda, tsiklopentadienil halqalarını digər liqandlarla dəyişməyə qadirdir, həmçinin doymamış birləşmələrə birləşə bilirlər. Kobaltosen su molekulu ilə hidrogenin ayrılması və kobaltosen kationunun [(C₅H₅)₂Co]+ əmələ gəlməsi ilə oksidləşir və hidrogen halidləri ilə kobaltosen duzu və davamlı kompleks birləşmələr əmələ gətirir:

${\displaystyle {\mathsf {2[(C_{5}H_{5})_{2}Co]+CCl_{4}\rightarrow [(C_{5}H_{5})_{2}Co]Cl+\pi {\text{-}}[(C_{5}H_{5})_{2}Co]CCl_{3}}}}$  

Bir çox digər metalosenlər, karbenlər kimi, istiliyə və oksidləşdiricilərə qarşı davamlı deyillər.

Metalosenlərin sintezi qələvi metalların, tallium və ya maqnezium tsiklopentadienidlərinin keçid metal duzları və ya asetilasetonatlar ilə reaksiyasından, həmçinin tsiklopentadienin keçid metalı duzu və ya karbonillə birbaşa qarşılıqlı təsirindən ibarətdir.

Metalosenlər müxtəlif homojen reaksiyalarda katalizator və so-katalizator kimi dərman preparatları kimi, , yanacaq və yağlara aşqarlar kimi istifadə olunurlar. Onlar həmçinin üzvi sintezdə aralıq reagentlər kimi tətbiq olunur.

• Кнунянц И. Л. и др. т.3 Мед-Пол // Химическая энциклопедия. – М.: Большая Российская Энциклопедия, 1992. – 639 с. — 50 000 экз. – ISBN 5-85270-039-8.