Elementer kan kategoriseres efter elementfamilier. At vide, hvordan man identificerer familier, hvilke elementer der er inkluderet, og deres egenskaber hjælper med at forudsige opførsel af ukendte elementer og deres kemiske reaktioner.
En elementfamilie er et sæt elementer, der deler fælles egenskaber. Elementer klassificeres i familier, fordi de tre hovedkategorier af elementer (metaller, ikke-metaller, og semimetaler) er meget brede. Karakteristikaerne for elementerne i disse familier bestemmes primært af antallet af elektroner i den ydre energiskal. Elementgrupperpå den anden side er samlinger af elementer kategoriseret efter lignende egenskaber. Fordi elementegenskaber i vid udstrækning bestemmes af opførsel af valenselektroner, kan familier og grupper være de samme. Der er dog forskellige måder at kategorisere elementer i familier på. Mange kemikere og kemi-lærebøger genkender fem hovedfamilier:
Det alkalimetaller anerkendes som en gruppe og familie af elementer. Disse elementer er metaller. Natrium og kalium er eksempler på elementer i denne familie. Brint betragtes ikke som et alkalimetal, fordi gassen ikke udviser gruppens typiske egenskaber. Under de rette betingelser for temperatur og tryk kan brint imidlertid være et alkalimetal.
Den største familie af elementer består af overgangsmetaller. Midt i den periodiske tabel indeholder overgangsmetaller, plus de to rækker under bordkroppen (lanthanider og aktinider) er specielle overgangsmetaller.