Původně se předpokládalo, že prvky ze středu periodického systému mezi kovy alkalických zemin a podskupinou gallia tvoří přechod mezi kovy a nekovy a byly proto nazvány přechodnými. V současné době se takto označují prvky, jejichž atomy ve volném nebo sloučeném stavu mají jen částečně zaplněné d-orbitaly. Tyto (n-1)d-orbitaly spolu s ns-orbitaly jsou valenčními orbitaly těchto prvků. Počet, způsob rozmístění a energie elektronů ve valenčních orbitalech jsou příčinami rozmanitosti vlastností této skupiny prvků a jejich sloučenin. Poprvé jsou 3d-orbitaly obsazeny jedním elektronem u skandia (Z = 21) a postupně se zaplňují u dalších osmi prvků (titan až měď) tvořících první řadu přechodných prvků. Pravidelnost výstavby je porušena u chromu (Z = 24) a mědi (Z = 29), u nichž zcela nebo z poloviny zaplněný soubor d-orbitalů a zpola zaplněný 4s-orbital (všechny kulově symetrické) představují energeticky výhodnější konfiguraci. Přes zcela zaplněné nd-orbitaly v kovové mědi, stříbru a zlatu je třeba je považovat za přechodné prvky vzhledem k neúplnému zaplnění nd-orbitalů v ně kterých iontech těchto kovů (Cu2+). Prvky 12. skupiny (zinek, kadmium a rtuť) jsou z tohoto hlediska nepřechodné, i když jsou součástí d-bloku.
Všechny přechodné kovy jsou tvrdé, kujné a leštitelné světlešedé pevné látky. Dobře vedou teplo a elektřinu, mají vysoké body tání a varu, hustoty a atomizační tepla. Atomy v nich jsou vzájemně poutány velmi pevnými kovovými vazbami, které se uchovávají i v roztaveném stavu. Vazby jsou tím pevnější, čím větší je počet nespárovaných d-elektronů, které je zprostředkovávají. Prvky s prázdnými nebo zcela zaplněnými d-orbitaly mají nízké body tání i varu. V tomto smyslu je situace nejvýhodnější uprostřed řad, kde se vyskytují prvky s nejvyššími body tání, body varu, hustotami a atomizačními teply. Mírný posun nejvyšších hustot vpravo způsobuje vzrůst atomové hmotnosti. Kovové (iontové) poloměry přechodných prvků jsou obecně menší než odpovídající hodnoty u nepřechodných prvků téže periody. Způsobuje to (podobně jako v případě lanthanoidové kontrakce) vstup elektronů do (n-1)d-orbitalů. Iontové poloměry jsou vždy menší než atomové v důsledku působení stejného náboje jádra na menší počet elektronů v obalu. První ionizační energie přechodných kovů (ns-elektrony) jsou si velmi blízké, druhé ionizační energie mají extrémní hodnoty pro chrom a měď vzhledem k nepravidelnostem ve výstavbě jejich elektronových obalů.
Se zvyšujícím se oxidačním stupněm roste kovalentní charakter vazeb M-L a sloučeniny přechodného kovu se podobají sloučeninám nekovu z odpovídající grupy p-bloku (chromany/sírany, manganistany/chloristany). Nejvyšší oxidační stavy uplatňují kovy ze středu přechodných řad, které mohou být jak akceptory, tak i donory elektronů. K jejich stabilizaci jsou nutné ligandy s nejvyšší elektronegativitou (fluor, kyslík). Vzhledem k rozmanitosti možných oxidačních stavů a schopnosti tvořit komplexy s nejrůznějšími ligandy, je chemie přechodných kovů velmi pestrá.
Odlišnosti chemie jednotlivých přechodných kovů je nutno posuzovat ze dvou hledisek - termodynamického a kinetického. Reaktivita přechodných kovů závisí na velikosti standardních redoxních potenciálů, stabilitě vznikajících sloučenin v porovnání s výchozími látkami a rychlosti reakcí. Přechodné kovy s nejvyššími kladnými hodnotami standardních elektrochemických potenciálů (ušlechtilé kovy) jsou soustředěny v pravé části přechodných řad (měď, stříbro, zlato a platinové kovy). Někdy je příčinou malé reaktivity vysoká aktivační energie reakcí (mangan, který je silným redukčním činidlem reaguje s kyselinami pomalu a za laboratorní teploty se neoxiduje vzdušným kyslíkem). Na kinetiku reakcí kovů má vliv jejich mechanické zpracování (stupeň vyleštění, kompaktnost; nikl a chrom s vyleštěným povrchem jsou vysoce inertní, jemný niklový prášek připravený redukcí oxidu nikelnatého je pyroforický). Význačnou vlastností přechodných kovů je tvorba intersticiálních sloučenin s nekovy (vodík, bor, uhlík, dusík). Často jde o materiály s velmi žádanými vlastnostmi (tvrdost, pevnost, žáruvzdornost). Typickým příkladem je ocel, jejíž vlastnosti určuje obsah karbidu Fe3C.