電子が最外殻に配置されず、内側のd軌道またはf軌道に配置されるもの。これらは全て金属元素であり、性質は互いに似通っている。原子番号21のスカンジウムを除いてすべて重金属である。典型金属元素とは異なり複数のイオン価があり、溶液に色が付いているものが多い。有色の錯体を作るものも多く、沈殿反応やキレート滴定などの方法で分析できる。遷移元素のうち、電子が4f軌道に配置されていくものをランタノイド、5f軌道に配置されていくものをアクチノイドという。ランタノイドはイットリウムなどと合わせて希土類と呼ばれている。