Elementens periodiska system är uppdelat i nio grupper av element, baserat på ett antal olika egenskaper. Bland dessa grupper finns övergångsmetaller och huvudgruppsmetaller. Huvudgruppsmetaller är faktiskt en samling alkalimetaller, jordalkalimetaller och i övrigt oklassificerade metaller. Alla metaller är bra ledare för el och värme, även om olika grupper har mycket märkbara skillnader.
Elektroner kretsar kring atomens kärna i ett antal skal. Antalet beskjutna skal beror på elementet. De specifika elektroner som atomer delar för att bilda bindningar med andra atomer kallas valenselektroner. Övergångsmetaller är den enda gruppen av element vars valenselektroner finns i mer än ett skal eller energinivå. Detta möjliggör många oxidationstillstånd. Andra grupper av element har endast valenselektroner i det yttersta elektronskalet.
Atomer kan ha två typer av bindningar: kovalenta och joniska. Kovalenta bindningar uppstår när ett eller flera elektronpar delas mellan två atomer, medan jonbindningar inträffar när en atom förlorar en elektron till en annan atom. Övergångsmetaller tenderar att bilda kovalenta bindningar lättare än huvudgruppsmetaller eftersom övergångsmetaller är mer elektronegativa än huvudgruppmetaller. Huvudgruppsmetaller bildar bindningar som är elektriskt neutrala, medan övergångsmetaller tenderar att bilda bindningar som har ett överskott av negativa joner.
Några av huvudgruppsmetallerna är de mest reaktiva av alla element i det periodiska systemet. Alkalimetallerna sjunker i reaktivitet från toppen av gruppen, litium, till den tyngre änden, inklusive kalium. Detta beror på att deras valenselektroner är i s orbital. De inre elektronerna tar bort mycket av kärnans positiva laddning, vilket gör det enkelt för valenselektronen att reagera med andra element. Övergångsmetaller håller bättre på sina valenselektroner, vilket gör det svårare för dem att reagera med andra element. Det är därför bly, en övergångsmetall, kan hittas oreagerad i naturen, medan natrium, en huvudgruppmetall, nästan alltid är bunden till ett annat element.
Övergångsmetaller har de högsta densiteterna av någon grupp i det periodiska systemet, och deras densiteter ökar stadigt och gradvis. De har högre smältpunkter än huvudgruppsmetaller, enligt University of the West Indies. Övergångsmetaller har ett högre förhållande mellan laddning och radie än huvudgruppsmetaller och är de enda metaller som är kända för att producera paramagnetiska föreningar. Övergångsmetaller används som katalysatorer i reaktioner oftare än huvudgruppmetaller.