Alkali metaller, bıçakla kolayca kesilen beyaz, yüksek reaktif maddelerdir. Altı tanesinin tümü, elementleri artan atom numarasına göre listeleyen periyodik tablonun I. Grubunda bulunur. Atom numarası, bir atomun çekirdeğinde bulunan proton sayısıdır. Nötronlar ayrıca çekirdekte bulunur, ancak kimyasal reaktivite üzerinde çok az etkisi vardır. Atom numarası artan alkali metaller lityum, sodyum, potasyum, rubidyum, sezyum ve fransiyumdur.
Bir atomdaki elektron sayısı da atom numarasına eşittir. Her elementi tanımlayan ve ona kendine özgü kimyasal özelliklerini veren bu sayıdır. Kuantum kimyası yasaları nedeniyle, elektronlar mümkün olduğunca çiftler halinde oluşur. Alkali metaller her zaman çekirdekten en uzakta bir tek elektrona sahiptir. Kimyasal reaktivitede rol oynayan elektrondur.
Atom numarası arttıkça atomun yarıçapı da artar. En dıştaki elektron daha az sıkı tutulur ve daha kolay kaçar. Bu nedenle, sayısı yüksek olan alkali metal kimyasal olarak daha reaktiftir. Bu, fransiyumu alkali metallerin en reaktif yapar.