Cấu trúc độc đáo của các kim loại chuyển tiếp khiến chúng tạo thành các hợp chất có màu sáng. Cấu trúc này ảnh hưởng đến cách ánh sáng được hấp thụ, truyền qua và phản xạ. Trạng thái oxy hóa của một nguyên tố cụ thể ảnh hưởng đến màu sắc của các hợp chất mà nó tạo thành.
Các electron ở quỹ đạo d ảnh hưởng đến màu sắc của các hợp chất kim loại chuyển tiếp. Do đó, các liên kết electron khác nhau trong phân tử cho phép mangan, ví dụ, tạo thành các hợp chất có màu từ tím đậm đến hồng nhạt. Các electron 5d này trở nên đầy hơn khi một electron di chuyển từ trái sang phải trong bảng tuần hoàn. Vì các obitan d chứa đầy kẽm nên nó tạo thành các hợp chất gần như không màu.
Các electron hấp thụ ánh sáng có bước sóng nhất định để đi lên quỹ đạo tiếp theo và mắt người nhìn thấy các bước sóng không bị hấp thụ. Do đó, khoảng cách năng lượng giữa các mức quỹ đạo cao hơn và thấp hơn là nguyên nhân cuối cùng gây ra sự biến đổi màu sắc.
Các kim loại chuyển tiếp có nhiều đặc tính chung ngoài việc tạo thành các hợp chất có màu sắc đặc trưng này. Chúng đều có năng lượng ion hóa thấp và có trạng thái oxy hóa dương. Các kim loại chuyển tiếp có xu hướng rất cứng nhưng vẫn dễ uốn. Chúng có nhiệt độ nóng chảy và điểm sôi cao. Ngoài ra, độ dẫn điện cao của chúng làm cho kim loại chuyển tiếp lý tưởng để sử dụng trong chất bán dẫn điện.
