过渡金属是指原子的外壳层电子组态中d壳层中的电子数目不满10个或者虽然填满10个，但是最外层s壳层电子数目不满2个的元素。从元素周期表来看，过渡金属元素的一个周期称为一个过渡系，元素周期表第4、5、6周期的过渡金属元素分别属于第1、2、3过渡系。由于过渡金属具有未填满的d壳层电子轨道，因而大多数过渡金属须形成氧化物才能稳定存在。过渡金属在形成氧化物时，部分元素还具有可变价的特性。例如，二氧化锰、三氧化二锰以及四氧化三锰等。过渡金属氧化物在导电性、电荷和自旋自由度上显示出丰富的物理特性。例如，二氧化钌（RuO₂）和镍酸镧（LaNiO₃）呈现金属性，而钛酸钡（BaTiO₃）则是比较好的绝缘体材料，甚至同一种氧化物，如三氧化二钒（V₂O₃），在压力改变的情况下，会发生金属-绝缘体相变；K_0.3MoO₃显示出电荷密度波，四氧化三铁（Fe₃O₄）存在着电荷序；钛酸钡（BaTiO₃）和铌酸钾（KNbO₃）呈现铁电特性；二氧化铬（CrO₂）是铁磁材料，氧化镍（NiO）和铬酸镧（LaCrO₃）则呈现反铁磁特性。