Mỗi nguyên tử trung hòa của magiê có 12 electron. Các electron quay quanh hạt nhân, chứa các proton và neutron.
Magiê có số hiệu nguyên tử là 12. Chừng nào nguyên tử còn trung hòa, thì số electron bằng số hiệu nguyên tử của nó. 12 electron được sắp xếp theo ba mức năng lượng, hay còn gọi là lớp vỏ electron. Lớp vỏ thứ nhất có hai điện tử, lớp vỏ thứ hai có tám điện tử và lớp vỏ thứ ba có hai điện tử.
Magie có thể tạo liên kết ion với một số nguyên tố. Liên kết ion được hình thành khi một nguyên tử nhường electron và nguyên tử kia nhận electron. Ví dụ, khi magiê kết hợp với ôxy để tạo thành ôxít magiê, nó nhường hai điện tử. Điều này tạo thành một ion magiê mang điện tích dương.
