Układ okresowy pierwiastków jest podzielony na dziewięć grup pierwiastków, w oparciu o szereg różnych cech. Wśród tych grup są metale przejściowe i metale grupy głównej. Metale z grupy głównej to w rzeczywistości zbiór metali alkalicznych, metali ziem alkalicznych i metali niesklasyfikowanych w inny sposób. Wszystkie metale są dobrymi przewodnikami elektryczności i ciepła, chociaż różne grupy mają bardzo zauważalne różnice.
Elektrony krążą wokół jądra atomu w wielu powłokach. Liczba zajmowanych muszli zależy od elementu. Specyficzne elektrony, które atomy dzielą, tworząc wiązania z innymi atomami, nazywane są elektronami walencyjnymi. Metale przejściowe to jedyna grupa pierwiastków, których elektrony walencyjne znajdują się w więcej niż jednej powłoce lub poziomie energetycznym. Pozwala to na wiele stanów utlenienia. Inne grupy pierwiastków mają tylko elektrony walencyjne w najbardziej zewnętrznej powłoce elektronowej.
Atomy mogą mieć dwa rodzaje wiązań: kowalencyjne i jonowe. Wiązania kowalencyjne występują, gdy jedna lub więcej par elektronów jest dzielonych między dwa atomy, natomiast wiązania jonowe powstają, gdy jeden atom traci elektron na rzecz innego atomu. Metale przejściowe mają tendencję do tworzenia wiązań kowalencyjnych łatwiej niż metale z grupy głównej, ponieważ metale przejściowe są bardziej elektroujemne niż metale z grupy głównej. Metale z grupy głównej tworzą wiązania, które są elektrycznie obojętne, podczas gdy metale przejściowe mają tendencję do tworzenia wiązań z nadmiarem jonów ujemnych.
Niektóre z metali z grupy głównej są najbardziej reaktywne ze wszystkich pierwiastków w układzie okresowym. Metale alkaliczne schodzą w reaktywności od szczytu grupy, litu, do cięższego końca, w tym potasu. Dzieje się tak, ponieważ ich elektrony walencyjne znajdują się na orbicie s. Elektrony wewnętrzne znoszą znaczną część dodatniego ładunku jądra, co ułatwia reakcję elektronu walencyjnego z innymi pierwiastkami. Metale przejściowe lepiej trzymają swoje elektrony walencyjne, co utrudnia im reakcję z innymi pierwiastkami. To dlatego ołów, metal przejściowy, można znaleźć w naturze nieprzereagowany, podczas gdy sód, metal z grupy głównej, jest prawie zawsze związany z innym pierwiastkiem.
Metale przejściowe mają najwyższe gęstości ze wszystkich grup w układzie okresowym, a ich gęstość stale i stopniowo wzrasta. Według University of the West Indies mają wyższe temperatury topnienia niż metale z głównej grupy. Metale przejściowe mają wyższy stosunek ładunku do promienia niż metale z grupy głównej i są jedynymi metalami, o których wiadomo, że wytwarzają związki paramagnetyczne. Metale przejściowe są stosowane jako katalizatory w reakcjach częściej niż metale z grupy głównej.