Alkalimetaller er hvite, svært reaktive stoffer som kuttes lett av en kniv. Alle seks er funnet i gruppe I i det periodiske systemet, som viser elementer i rekkefølge etter økende atomnummer. Atomnummer er antall protoner som finnes i kjernen til et atom. Nøytroner ligger også i kjernen, men har liten effekt på kjemisk reaktivitet. Alkalimetallene i økende atomnummer er litium, natrium, kalium, rubidium, cesium og francium.
Antall elektroner i et atom er også lik atomnummeret. Det er dette tallet som identifiserer hvert element og gir det dets unike kjemiske egenskaper. På grunn av kvantekjemilovgivningen forekommer elektroner i par når det er mulig. Alkalimetaller har alltid en merkelig elektron lengst fra kjernen. Det er elektronet som er involvert i kjemisk reaktivitet.
Når atomnummeret øker, øker også radiusen til et atom. Det ytterste elektronet holdes mindre tett og unnslipper lettere. Derfor er alkalimetallet med høyere antall mer kjemisk reaktivt. Dette gjør francium til det mest reaktive av alkalimetallene.