Lorsqu'on arrange les éléments par ordre croissant de numéro atomique, on se rend compte que certaines propriétés physiques et chimiques reviennent périodiquement. Les éléments d'une colonne appartiennent à la même famille tandis que ceux se retrouvant dans une rangée font partie de la même période. Les éléments d'une famille ont tous les électrons de la couche périphérique, ou électrons de valence, disposés de la même façon, ce qui explique pourquoi ils réagissent en formant des liaisons chimiques d'un nombre et d'une nature similaires.

Les propriétés chimiques et physiques changent peu à peu quand on passe d'un élément à l'autre dans une famille ou une période.

La majorité des éléments sont des métaux qui, sur le plan chimique, ont tendance à perdre des électrons pour former des ions positifs. Les autres éléments non métalliques, relativement peu nombreux, sont regroupés dans le coin supérieur droit du Tableau, à l'exception de l'hydrogène. Ces éléments ont tendance à réagir chimiquement avec les métaux en leur volant des électrons pour créer des ions négatifs. Ils s'associent souvent entre eux par des liaisons de covalence.

Métaux alcalins : Éléments qui réagissent vivement avec de nombreux éléments non métalliques pour produire des solides ioniques (sels). Ils se combinent aussi avec l'oxygène pour former des composés hydrosolubles qui donneront des solutions très basiques (alcalines).

Métaux alcalino-terreux : Éléments d'une grande réactivité formant des composés ioniques avec les éléments non métalliques. Bon nombre de leurs oxydes créent des dépôts dans le sol.

Métaux de transition : Généralement moins réactifs que les métaux alcalins et alcalino-terreux, ils ont des propriétés physiques et chimiques variables. Beaucoup de métaux de transition forment des alliages importants en se combinant entre eux ou avec d'autres métaux. Plusieurs d'entre eux sont capables de donner plus d'un ion positif. Ainsi, le fer peut s'allier avec un élément non métallique et produire différents composés parce qu'il existe sous deux formes d'ions, Fe ²⁺ et Fe ³⁺.

Lanthanides : Éléments de transition situés entre le lanthane (La) et le hafnium (Hf). Ils se retrouvent ensemble dans la nature et possèdent des propriétés chimiques similaires.

Actinides : Éléments de transition situés entre l'actinium (Ac) et le rutherfordium (Rf). Dans bon nombre de cas, on ne peut en extraire qu'une infime quantité. Ils ont tendance à former des composés insolubles.

Gaz rares : Ces éléments réagissent peu chimiquement, bien que les plus lourds démontrent une certaine réactivité. En général, ces éléments se caractérisent par une couche complète d'électrons.

Halogènes : Éléments réactifs qui se combinent pour produire des composés appelés halogénures. Plusieurs halogènes dont le chlore, le fluor et l'iode ont d'importantes applications dans la vie quotidienne.

Autres métaux : On parle parfois de métaux de post-transition. L'aluminium est le métal le plus abondant sur Terre. Le plomb, l'étain et le mercure ont des applications industrielles.

Autres éléments non métalliques : Dans ce groupe se retrouvent les éléments chimiquement réactifs essentiels à la vie sur la Terre tels le carbone, l'oxygène, l'azote et le phosphore.