Van alle groepen elementen kunnen de overgangsmetalen het meest verwarrend zijn om te identificeren, omdat er verschillende definities zijn van welke elementen moeten worden opgenomen. Volgens naar de IUPACeen overgangsmetaal is elk element met een gedeeltelijk gevulde d-elektronenshell. Dit beschrijft de groepen 3 tot en met 12 op het periodiek systeem, hoewel de f-blokelementen (lanthaniden en actiniden, onder het hoofdgedeelte van het periodiek systeem) ook overgangsmetalen zijn. De d-blokelementen worden overgangsmetalen genoemd, terwijl de lanthaniden en actiniden "innerlijke overgangsmetalen" worden genoemd.
De elementen worden "overgangsmetalen" genoemd omdat de Engelse chemie Charles Bury de term in 1921 gebruikte om de overgangsreeks van elementen te beschrijven, die verwijst naar de overgang van een binnenste elektronenlaag met een stabiele groep van 8 elektronen naar een met 18 elektronen of de overgang van 18 elektronen naar 32.
Een andere manier om het te bekijken is dat de overgangsmetalen de d-blokelementen bevatten, en veel mensen beschouwen de f-blokelementen als een speciale subset van overgangsmetalen. Terwijl aluminium, gallium, indium, tin, thallium, lood, bismut, nihonium, flerovium, moscovium en livermorium metalen zijn, hebben deze "basismetalen"
minder metaalachtig karakter dan andere metalen in het periodiek systeem en worden niet beschouwd als overgangsmetalen.Omdat ze de eigenschappen van hebben metalenzijn ook de overgangselementen bekend als overgangsmetalen. Deze elementen zijn erg hard, met hoge smeltpunten en kookpunten. Beweeg van links naar rechts over het periodiek systeem, de vijf d orbitalen worden meer gevuld. De d elektronen zijn losjes gebonden, wat bijdraagt aan de hoge elektrische geleidbaarheid en vervormbaarheid van de overgangselementen. De overgangselementen hebben een lage ionisatie-energie. Ze vertonen een breed scala aan oxidatietoestanden of positief geladen vormen. Door de positieve oxidatietoestanden kunnen overgangselementen veel verschillende ionische en gedeeltelijk ionische verbindingen vormen. De vorming van complexen veroorzaakt de d orbitalen te splitsen in twee energiesubniveaus, waardoor veel van de complexen specifieke lichtfrequenties kunnen absorberen. Zo vormen de complexen karakteristieke gekleurde oplossingen en verbindingen. Complexatiereacties versterken soms de relatief lage oplosbaarheid van sommige verbindingen.