מבין כל קבוצות האלמנטים, מתכות המעבר יכולות להיות המבלבלות ביותר לזיהוי מכיוון שקיימות הגדרות שונות לאילו יסודות יש לכלול. לפי ל- IUPAC, מתכת מעבר היא כל אלמנט עם מעטפת תת אלקטרונים ממולאת חלקית. זה מתאר את הקבוצות 3 עד 12 בטבלה המחזורית, אם כי האלמנטים f-block (lanthanides ו- actinides, מתחת לגוף העיקרי של הטבלה המחזורית) הם גם מתכות מעבר. יסודות ה- D-block נקראים מתכות מעבר ואילו הלנטנידים והאקטינידים נקראים "מתכות מעבר פנימיות".
היסודות נקראים מתכות "מעבר" מכיוון שהכימיה האנגלית צ'ארלס בורי השתמשה במונח בשנת 1921 כדי לתאר את סדרת המעבר של היסודות, שהתייחס למעבר משכבת אלקטרונים פנימית עם קבוצה יציבה של 8 אלקטרונים לאחד עם 18 אלקטרונים או למעבר מ- 18 אלקטרונים ל 32.
דרך נוספת לראות זאת היא שמתכות המעבר כוללות את אלמנטים ה- D-block, ובנוסף, אנשים רבים רואים את האלמנטים f-block כקבוצה מיוחדת של מתכות מעבר. בעוד שאלומיניום, גליום, אינדיום, פח, תליום, עופרת, ביסמוט, ניהוניום, פלרוביום, מוסקוביום, וכבד-מוריום הם מתכות, יש "מתכות בסיסיות" אלה פחות אופי מטאלי מאשר מתכות אחרות בטבלה המחזורית ונוטים לא להיחשב כמתכות מעבר.
מכיוון שהם בעלי תכונות של מתכות, אלמנטים המעבר ידועים גם הם כמתכות המעבר. אלמנטים אלה קשים מאוד, עם נקודות התכה גבוהות ונקודות רתיחה. עוברים משמאל לימין על פני הטבלה המחזורית, החמישה ד האורביטלים מתמלאים יותר. ה ד האלקטרונים קשורים באופן רופף, מה שתורם למוליכות החשמלית הגבוהה והזמישות של אלמנטים המעבר. לאלמנטים המעבר יש אנרגיות יינון נמוכות. הם מציגים מגוון רחב של מצבי חמצון או צורות טעונות חיוביות. מצבי החמצון החיוביים מאפשרים ליסודות המעבר ליצור תרכובות יוניות שונות וחלקיות. היווצרות קומפלקסים גורמת ל ד אורביטלים מתפצלים לשתי תת-אנרגיה, המאפשרת לרבים מהמתחמים לספוג תדרי אור ספציפיים. לפיכך, המתחמים יוצרים פתרונות ותרכובות צבעוניות אופייניות. תגובות מורכבות מגבירות לעיתים את המסיסות הנמוכה יחסית של תרכובות מסוימות.