过渡元素是元素周期表中位于s区主族元素与p区主族元素之间的一类金属元素，又称过渡金属，是周期表的核心组成部分。其核心定义存在三种常见表述，广义上普遍将ⅢB族到ⅡB族的所有元素统称为过渡元素，涵盖d区、ds区元素，部分定义还将f区的镧系、锕系元素纳入，称为内过渡元素，而Sc（钪）、Zn（锌）因常见氧化态中无未成对d电子，常被排除在典型过渡元素之外。
一、分类与分布
过渡元素按所在周期可分为4个系列，其中第四周期的Sc~Zn为第一过渡系（轻过渡元素），第五周期的Y~Cd为第二过渡系，第六周期的Lu~Hg为第三过渡系，第七周期的Lr~Cn为第四过渡系，习惯上将第二、三过渡系称为重过渡元素。
在自然界中，第一过渡系元素（如铁、铜、锌、锰）储量丰富，应用广泛；而第二、三过渡系中的铂、金、钨等多为稀有金属，部分重过渡元素需通过人工合成获得，如1940年起科学家陆续合成的镎、钚等元素。
二、原子结构特点
过渡元素的独特性质，根源在于其原子结构的特殊性，核心特征如下：
价电子构型特殊：价电子依次分布在次外层的d轨道和最外层的s轨道上，价电子构型为(n-1)d¹⁻¹⁰ns¹⁻²，仅Pd（钯）例外，其价电子构型为4d¹⁰5s⁰，最外层通常只有1~2个电子。
电子成键能力强：最外层s电子和次外层d电子能量相近，除最外层电子参与成键外，次外层d电子也可部分或全部参与成键，这是其具有多种氧化态的核心原因。
原子半径规律特殊：与同周期主族元素相比，过渡元素原子半径更小；同周期内，随原子序数增加原子半径缓慢减小，到ⅠB族后因d轨道全充满，电子排斥作用增强，半径略有增大；同族元素自上而下半径增大，但第二、三过渡系同族元素半径极为接近，这是镧系收缩导致的结果。

三、物理性质
过渡元素的物理性质呈现鲜明的金属共性，同时因d电子参与成键展现出特殊性，核心特点如下：
（一）外观与密度
多数过渡元素单质呈银白色或灰白色，具有金属光泽；除钪、钛属于轻金属外，其余均为重金属，原子半径较小且堆积紧密，因此密度较大。其中锇（Os）是所有金属中密度最大的，达22.48g·cm⁻³，而锌族元素密度相对较低，汞（Hg）更是常温下唯一的液态金属。
（二）熔沸点与硬度
由于最外层s电子和次外层d电子均可参与成键，增强了金属键强度，绝大多数过渡金属具有高熔点、高沸点、高硬度的特点。其中钨（W）是熔点最高的金属（3370℃），铬（Cr）是硬度最大的金属（莫氏硬度为9）；但锌族元素熔沸点较低，与其他过渡元素形成明显差异，这也是其物理性质的特殊之处。
（三）导电性、导热性与延展性
所有过渡金属均为电和热的良导体，部分元素（如铜、银）的导电性甚至处于金属前列；同时具有较好的延展性和机械加工性能，彼此间及与非过渡金属可形成多种合金，是工程材料领域的重要原料。