Az átmenetifém-ion elektromos töltése körülbelül annyi elektron számát jelenti, amelyet egy kémiai reakció során elvesztett más atomok számára. Egy adott átmenetifém-atom töltésének meghatározásához figyelembe kell venni, hogy ez milyen elem, a molekula többi atomjának töltése és maga a molekula nettó töltése. A töltések mindig egész számok, és az összes atomi töltés összege megegyezik a molekula töltésével.
Amikor egy atom kémiai reakció során elveszíti az elektronokat, a kémikus ezt az eljárást oxidációnak nevezi. Az átmenetifém atom töltése megegyezik oxidációs állapotával, és +1 és +7 között változhat. Az átmeneti fémek könnyebben veszíthetnek elektronokat, mint más elemek, mivel instabil elektronok vannak a külső pályájukon. Egyes oxidációs állapotok gyakoribbak, mint mások a különböző átmeneti fémeknél, mert ezek az állapotok viszonylag stabilak. Például a vasnak vagy Fe-nek lehetséges oxidációs állapota +2, +3, +4, +5 és +6, de általános oxidációs állapota +2 és +3. Amikor kiírják az átmenetifémekre vonatkozó képleteket, az átmenetifém nevét római szám követi oxidációs állapota zárójelben, így a FeO-t, amelyben a Fe oxidációs állapota +2, vasként (II) írják oxid.
Könnyedén meghatározhatja az átmenetifém-ionok töltését semleges vegyületekben, amennyiben ismeri az átmenetifémmel társuló atomok töltését vagy oxidációs állapotát. Például az MnCl2 két kloridiont tartalmaz, és ismert, hogy a kloridion töltése vagy oxidációs állapota –1. Két kloridion összege –2, ami azt mondja, hogy az MnCl2-ban lévő mangánnak +2 töltéssel kell rendelkeznie ahhoz, hogy a vegyület semleges legyen.
Az átmenetifém-ionok más típusú atomokkal kombinálódva pozitív vagy negatív töltésű molekulakomplexeket képezhetnek. Ilyen komplexre példa a permanganátion, az MnO4–. Az oxigén oxidációs állapota vagy töltése –2, így a négy oxigénatom összeadódik –8. Mivel a permanganátion teljes töltése –1, a mangán töltésének +7-nek kell lennie.
A vízben oldódó semleges átmenetifém-vegyületek töltése +3 vagy kevesebb. A +3-nál nagyobb oxidációs állapot vagy a vegyület kicsapódását okozza, vagy az átmenetifém-ion reakcióját a vízzel olyan oxigénnel komplexált ion képződésére készteti. Például egy +4 vagy +5 oxidációs állapotú vanádiummal rendelkező vegyület vízzel reagálva egy vanádiumból álló iont képez (IV) atom és egy oxigénatom +2 töltéssel vagy egy vanádium (V) atomból álló ion, két oxigénatommal és +1.