A csoportok és periódusok kétféle módon kategorizálhatók az elemekben a periódusos rendszerben. Az időszakok vízszintes sorok (az egész) a periódusos táblázatban, míg a csoportok függőleges oszlopok (lefelé) a táblázatban. Az atomi szám növekszik, ha egy csoporton át vagy egy időszakon át mozog.
A csoport elemei közös számú valencia elektronnal rendelkeznek. Például az alkáliföld-csoport összes elemének a vegyérték kettőből. A csoporthoz tartozó elemeknek általában több közös tulajdonsága van.
Az elemek csoportosításának másik módja a megosztott tulajdonságokon alapul (bizonyos esetekben ezek a csoportok nem felelnek meg a periódusos rendszer oszlopainak). Ilyen csoportok a következők: alkálifémek, alkáliföldfémek, átmeneti fémek (ideértve a ritkaföldfémeket vagy lantanidokat és aktinideket is), alapfémek, metalloidok vagy félfémek, nemfémek, halogének és nemesgázok. Ezen osztályozási rendszeren belül a hidrogén nem fémek. A nemfémek, a halogének és a nemesgázok mindenféle nemfémes elem. A metalloidok köztes tulajdonságokkal rendelkeznek. Az összes többi elem fém.
Egy időszak elemei megosztják a legnagyobb ki nem használt elektronenergia-szintet. Bizonyos periódusokban több elem van, mint másokban, mivel az elemek számát az egyes energetikai alszinteken megengedett elektronok száma határozza meg.