Elementets periodiske system er delt inn i ni grupper av elementer, basert på en rekke forskjellige egenskaper. Blant disse gruppene er overgangsmetaller og hovedgruppemetaller. Hovedgruppemetaller er faktisk en samling av alkalimetaller, jordalkalimetaller og ellers uklassifiserte metaller. Alle metaller er gode ledere av elektrisitet og varme, selv om forskjellige grupper har veldig merkbare forskjeller.
Elektroner kretser rundt kjernen til et atom i et antall skall. Antall skjell okkupert avhenger av elementet. De spesifikke elektronene som atomene deler for å danne bindinger med andre atomer kalles valenselektroner. Overgangsmetaller er den eneste gruppen av elementer hvis valenselektroner finnes i mer enn ett skall, eller energinivå. Dette muliggjør mange oksidasjonstilstander. Andre grupper av elementer har bare valenselektroner i det ytterste elektronskallet.
Atomer kan ha to typer bindinger: kovalente og ioniske. Kovalente bindinger oppstår når ett eller flere elektronpar deles mellom to atomer, mens ionebindinger skjer når ett atom mister et elektron til et annet atom. Overgangsmetaller har en tendens til å danne kovalente bindinger lettere enn hovedgruppemetaller fordi overgangsmetaller er mer elektronegative enn hovedgruppemetaller. Hovedgruppemetaller danner bindinger som er elektrisk nøytrale, mens overgangsmetaller har en tendens til å danne bindinger som har et overskudd av negative ioner.
Noen av hovedgruppemetallene er de mest reaktive av alle elementene i det periodiske systemet. Alkalimetallene faller ned i reaktivitet fra toppen av gruppen, litium, til den tyngre enden, inkludert kalium. Dette er fordi deres valenselektroner er i bane. De indre elektronene avbryter mye av kjernens positive ladning, noe som gjør det enkelt for valenselektronen å reagere med andre elementer. Overgangsmetaller holder bedre på valenselektronene sine, noe som gjør det vanskeligere for dem å reagere med andre elementer. Dette er grunnen til at bly, et overgangsmetall, kan bli funnet ureagerte i naturen, mens natrium, et hovedgruppemetall, nesten alltid er bundet til et annet element.
Overgangsmetaller har den høyeste tettheten av en hvilken som helst gruppe på det periodiske systemet, og dens tetthet øker jevnt og gradvis. De har høyere smeltepunkter enn hovedgruppemetaller, ifølge University of the West Indies. Overgangsmetaller har et høyere ladnings-til-radius-forhold enn hovedgruppemetaller, og er de eneste metallene som er kjent for å produsere paramagnetiske forbindelser. Overgangsmetaller brukes som katalysatorer i reaksjoner oftere enn hovedgruppemetaller.