Como todos os metais alcalino-terrosos, o magnésio tem dois elétrons de valência, o que significa que há dois elétrons em sua camada externa. Os elétrons de valência são aqueles que um átomo compartilha, ganha ou perde ao interagir com outros átomos.
Os metais alcalino-terrosos compõem o Grupo IIA da tabela periódica dos elementos. O magnésio, como os outros metais alcalino-terrosos, tem maior probabilidade de perder seus dois elétrons ao reagir com outros átomos, formando assim cátions divalentes. Isso se deve ao fato de que os elétrons não possuem uma ligação forte com o núcleo. O magnésio também tem um baixo nível de afinidade eletrônica e baixa eletronegatividade. O magnésio tem um número atômico de 12.