Az elemek periódusos rendszere kilenc elemcsoportra oszlik, számos különféle jellemző alapján. Ezen csoportok között vannak az átmenetifémek és a főcsoport fémek. A főcsoportba tartozó fémek valójában alkálifémek, alkáliföldfémek és egyébként osztályozatlan fémek gyűjteménye. Minden fém jó villamosenergia- és hővezető, bár a különböző csoportok között nagyon észrevehető különbségek vannak.
Az elektronok számos kagylóban keringenek az atom magja körül. A foglalt héjak száma az elemtől függ. Azokat a specifikus elektronokat, amelyeken az atomok közösen kötődnek más atomokkal, vegyérték elektronoknak nevezzük. Az átmenetifémek az egyetlen elemcsoport, amelynek vegyérték-elektronjai egynél több héjban vagy energiaszintben találhatók. Ez sok oxidációs állapotot tesz lehetővé. Más elemcsoportok csak valens elektronokkal rendelkeznek a legkülső elektronhéjban.
Az atomoknak kétféle kötése lehet: kovalens és ionos. A kovalens kötések akkor fordulnak elő, ha egy vagy több elektronpár megoszlik két atom között, míg az ionos kötések akkor fordulnak elő, amikor az egyik atom elveszíti az elektront egy másik atomhoz. Az átmenetifémek általában könnyebben képeznek kovalens kötéseket, mint a főcsoport fémek, mert az átmenetifémek elektronegatívabbak, mint a főcsoport fémek. A főcsoportba tartozó fémek kötéseket képeznek, amelyek elektromosan semlegesek, míg az átmenetifémek általában olyan kötéseket alkotnak, amelyekben feleslegben vannak negatív ionok.
A főcsoportba tartozó fémek közül néhány a legreaktívabb a periódusos rendszer összes eleme közül. Az alkálifémek reaktivitásukban a csoport tetejéről, a lítiumról a nehezebbik végig ereszkednek, beleértve a káliumot is. Ennek oka, hogy vegyértékelektronjaik az s pályán vannak. A belső elektronok kiküszöbölik a mag pozitív töltésének nagy részét, ami megkönnyíti a vegyértékes elektron reakcióját más elemekkel. Az átmenetifémek jobban megtartják vegyértékelektronjaikat, így nehezebben reagálnak más elemekkel. Éppen ezért az ólom, egy átmeneti fém, reagálhatatlanul megtalálható a természetben, míg a nátrium, a főcsoport fém, szinte mindig egy másik elemhez van kötve.
Az átmeneti fémek sűrűsége a periódusos rendszer bármely csoportjából a legnagyobb, sűrűségük folyamatosan és fokozatosan növekszik. A Nyugat-Indiai Egyetem szerint magasabb olvadáspontúak, mint a főcsoport fémjei. Az átmeneti fémek töltés / sugár aránya magasabb, mint a főcsoport fémjei, és ismertek egyedüliként paramágneses vegyületeket. Az átmenetifémeket gyakrabban használják katalizátorként a reakciókban, mint a főcsoportú fémeket.