Μέταλλα μετάβασης και μέταλλα εσωτερικής μετάβασης φαίνεται να είναι παρόμοια με τον τρόπο κατηγοριοποίησής τους τον περιοδικό πίνακα, αλλά έχουν σημαντικές διαφορές στην ατομική δομή και τη χημική τους ιδιότητες. Οι δύο ομάδες στοιχείων εσωτερικής μετάβασης, οι ακτινίδες και οι λανθανίδες, συμπεριφέρονται διαφορετικά μεταξύ τους, παρόλο που και οι δύο θεωρούνται στοιχεία σπάνιας γης.
Ατομικός αριθμός
Ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα ενός ατόμου καθορίζει την ταξινόμηση και τη θέση του στον περιοδικό πίνακα επειδή κάθε στοιχείο είναι μοναδικό και έχει έναν μοναδικό ατομικό αριθμό. Τα μέταλλα μετάβασης εμφανίζονται ως αριθμοί 21 έως 116 στο γράφημα. Αυτό το εύρος περιλαμβάνει τα μέταλλα εσωτερικής μετάβασης.
Ατομική δομή
Αν και τα μέταλλα μετάβασης και τα μέταλλα εσωτερικής μετάβασης έχουν την ίδια ατομική δομή, τα ηλεκτρόνια γεμίζουν τις τροχιές τους με διαφορετικούς τρόπους, γεγονός που επηρεάζει το μέγεθος του ατόμου. Τα μέταλλα εσωτερικής μετάβασης εγκαταλείπουν επίσης τα ηλεκτρόνια τους πιο εύκολα. Τα μεταβατικά στοιχεία παραιτούνται συνήθως από δύο ηλεκτρόνια ενώ τα εσωτερικά μεταβατικά στοιχεία παραδίδουν τρία.
Λανθάνης
Τα δεκαπέντε μέταλλα που ονομάζονται λανθανίδες καταλαμβάνουν ατομικούς αριθμούς 57 - λανθάνιο - έως 71 - λουτέτιο - στον περιοδικό πίνακα. Αντιδρούν παρόμοια, έτσι ομαδοποιούνται. Είναι μαλακά, εύπλαστα, όλκιμα και χημικά αντιδραστικά στοιχεία που καίγονται εύκολα στον αέρα και έχουν πολλές βιομηχανικές χρήσεις.
Ακτινίδες
Αυτή η σειρά χημικά παρόμοιων μεταλλικών στοιχείων έχει ατομικούς αριθμούς που κυμαίνονται από 89 - ακτίνιο - έως 103 - γορένκιο. Όλα αυτά τα στοιχεία είναι ραδιενεργά. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν δύο από αυτά, το ουράνιο και το πλουτώνιο, για την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας. Τα ακτινίδια πέρα από το ουράνιο είναι όλα συνθετικά.