Jelenleg a tudomány százöt kémiai elemet ismer, periódusos rendszerben rendszerezve. Ezek túlnyomó többsége fémek közé tartozik, ami azt jelenti, hogy ezek az elemek különleges tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezek az úgynevezett fémes tulajdonságok. Ilyen jellemzők mindenekelőtt a plaszticitás, a megnövekedett hő- és elektromos vezetőképesség, az ötvözetképző képesség és az alacsony ionizációs potenciál.
Egy elem fémes tulajdonságai annak köszönhetőek, hogy atomjai más elemek atomi szerkezetével kölcsönhatásba lépve képesek az elektronfelhőket a maguk irányába elmozdítani, vagy szabad elektronjaikat „átadni” nekik. A legaktívabb fémek azok, amelyek alacsony ionizációs energiával és elektronegativitással rendelkeznek. A kifejezett fémes tulajdonságok azokra az elemekre is jellemzőek, amelyek rendelkezneka legnagyobb atomsugár és a lehető legkisebb számú külső (valencia) elektron.
Ahogy a vegyértékpálya megtelik, az atomszerkezet külső rétegében lévő elektronok száma növekszik, és ennek megfelelően a sugár csökken. Ebben a tekintetben az atomok a szabad elektronok megkötésére kezdenek törekedni, és nem a visszatérésükre. Az ilyen elemek fémes tulajdonságai hajlamosak csökkenni, nemfémes tulajdonságaik pedig növekedni. Ezzel szemben az atomsugár növekedésével a fémes tulajdonságok növekedése figyelhető meg. Ezért minden fém jellegzetes közös vonása az úgynevezett redukáló tulajdonságok – az atomok szabad elektronok adományozási képessége.
Az elemek legszembetűnőbb fémes tulajdonságai a periódusos rendszer fő alcsoportjainak első, második csoportjába tartozó anyagokban, valamint az alkáli- és alkáliföldfémekben nyilvánulnak meg. De a legerősebb redukáló tulajdonságok a franciumban, a vízi környezetben pedig a lítiumban figyelhetők meg a magasabb hidratációs energia miatt.
Az egy perióduson belül fémes tulajdonságokat mutató elemek száma a periódus számával nő. A periódusos rendszerben a fémeket a nemfémektől egy átlós vonal választja el, amely a bórtól az asztatinig tart. E választóvonal mentén vannak olyan elemek, amelyekben mindkét minőség egyformán megnyilvánul. Ilyen anyagok a szilícium, arzén, bór, germánium, asztatin, antimonés tellúr. Ezt az elemcsoportot metalloidoknak nevezik.
Minden időszakot egyfajta „határzóna” jellemez, amelyben kettős tulajdonságú elemek helyezkednek el. Következésképpen a hangsúlyos fémről a tipikus nemfémre fokozatos átmenet, ami a periódusos rendszerben is megmutatkozik.
A fémelemek általános tulajdonságai (nagy elektromos vezetőképesség, hővezető képesség, alakíthatóság, jellegzetes csillogás, plaszticitás stb.) belső szerkezetük hasonlóságából, pontosabban a kristályrács jelenlétéből adódnak. Azonban számos olyan tulajdonság van (sűrűség, keménység, olvadáspont), amely minden fémnek tisztán egyedi fizikai és kémiai tulajdonságokat ad. Ezek a jellemzők az egyes elemek kristályrácsának szerkezetétől függenek.
