מתכות אלקליות הן חומרים לבנים, בעלי תגובתיות גבוהה, שנחתכים בקלות על ידי סכין. כל השש נמצאים בקבוצה I של הטבלה המחזורית, המפרטת יסודות לפי מספר האטום הגדל. המספר האטומי הוא מספר הפרוטונים שנמצאים בגרעין האטום. נויטרונים שוכנים גם בגרעין, אך משפיעים מעט על תגובתיות כימית. המתכות האלקליות במספר האטומי הגדל הן ליתיום, נתרן, אשלגן, רובידיום, צזיום ופרנציום.
מספר האלקטרונים באטום שווה גם למספר האטומי. מספר זה הוא שמזהה כל יסוד, ומעניק לו את תכונותיו הכימיות הייחודיות. בשל חוקי הכימיה הקוונטית, אלקטרונים מתרחשים בזוגות במידת האפשר. למתכות אלקליות תמיד יש אלקטרון מוזר אחד המרוחק מהגרעין. זהו האלקטרון המעורב בתגובתיות כימית.
ככל שמספר האטום עולה, כך גדל רדיוס האטום. האלקטרון החיצוני מוחזק פחות בחוזקה ונמלט ביתר קלות. לכן, המתכת האלקלית עם המספר הגבוה יותר היא תגובתית יותר כימית. זה הופך את פרנציום לתגובה ביותר מבין המתכות האלקליות.