Het periodiek systeem der elementen is verdeeld in negen groepen elementen, gebaseerd op een aantal verschillende kenmerken. Onder deze groepen bevinden zich de overgangsmetalen en de hoofdgroepmetalen. Hoofdgroepmetalen zijn eigenlijk een verzameling alkalimetalen, aardalkalimetalen en anders niet-geclassificeerde metalen. Alle metalen zijn goede geleiders van elektriciteit en warmte, hoewel verschillende groepen zeer opvallende verschillen hebben.
Valence Electrons

Electronen draaien in een aantal schalen rond de kern van een atoom. Het aantal ingenomen shells is afhankelijk van het element. De specifieke elektronen die atomen delen om bindingen met andere atomen te vormen, worden valentie-elektronen genoemd. Overgangsmetalen zijn de enige groep elementen waarvan valentie-elektronen in meer dan één schaal of energieniveau worden gevonden. Dit zorgt voor veel oxidatietoestanden. Andere groepen elementen hebben alleen valentie-elektronen in de buitenste elektronenmantel.
Banden

Atomen kunnen twee soorten bindingen hebben: covalent en ionisch. Covalente bindingen treden op wanneer een of meer paren elektronen worden gedeeld tussen twee atomen, terwijl ionische bindingen plaatsvinden wanneer een atoom een elektron verliest aan een ander atoom. Overgangsmetalen hebben de neiging om gemakkelijker covalente bindingen te vormen dan metalen uit de hoofdgroep, omdat overgangsmetalen meer elektronegatief zijn dan metalen uit de hoofdgroep. Metalen uit de hoofdgroep vormen bindingen die elektrisch neutraal zijn, terwijl overgangsmetalen vaak bindingen vormen met een overmaat aan negatieve ionen.
Reactiviteit

Sommige metalen uit de hoofdgroep zijn de meest reactieve van alle elementen in Het periodiek systeem. De alkalimetalen dalen in reactiviteit van de bovenkant van de groep, lithium, naar het zwaardere uiteinde, inclusief kalium. Dit komt omdat hun valentie-elektronen zich in de orbitale s bevinden. De binnenelektronen heffen veel van de positieve lading van de kern op, waardoor het valentie-elektron gemakkelijk met andere elementen kan reageren. Overgangsmetalen houden hun valentie-elektronen beter vast, waardoor ze moeilijker kunnen reageren met andere elementen. Daarom is lood, een overgangsmetaal, niet-gereageerd in de natuur, terwijl natrium, een metaal uit de hoofdgroep, bijna altijd is verbonden met een ander element.
Fysieke eigenschappen

Overgangsmetalen hebben de hoogste dichtheden van elke groep op het periodiek systeem, en hun dichtheden nemen gestaag en geleidelijk toe. Ze hebben hogere smeltpunten dan metalen uit de hoofdgroep, volgens de Universiteit van West-Indië. Overgangsmetalen hebben een hogere lading-tot-straal verhouding dan metalen uit de hoofdgroep en zijn de enige metalen waarvan bekend is dat ze paramagnetische verbindingen produceren. Overgangsmetalen worden vaker als katalysator in reacties gebruikt dan metalen uit de hoofdgroep