Alkalni metali su bijele, visoko reaktivne tvari koje se lako režu nožem. Svih šest nalazi se u I. skupini periodnog sustava koja sadrži elemente po redoslijedu povećanja atomskog broja. Atomski broj je broj protona koji se nalaze u jezgri atoma. Neutroni također borave u jezgri, ali imaju mali utjecaj na kemijsku reaktivnost. Alkalni metali u povećanju atomskog broja su litij, natrij, kalij, rubidij, cezij i francij.
Broj elektrona u atomu također je jednak atomskom broju. Taj broj identificira svaki element, dajući mu jedinstvena kemijska svojstva. Zbog zakona kvantne kemije, elektroni se javljaju u parovima kad god je to moguće. Alkalni metali uvijek imaju jedan neparni elektron najudaljeniji od jezgre. To je elektron koji je uključen u kemijsku reaktivnost.
Kako se atomski broj povećava, tako se povećava i polumjer atoma. Najudaljeniji elektron drži se manje čvrsto i lakše pobježe. Stoga je alkalni metal s većim brojem kemijski reaktivniji. To čini francij najreaktivnijim od alkalnih metala.