Theo trực giác, chúng ta thường nghĩ bán kính nguyên tử (r) là khoảng cách giữa hạt nhân của một nguyên tử với lớp vỏ electron hóa trị của nó (tức là lớp vỏ ngoài cùng bị chiếm giữ bởi một hoặc nhiều electron), điều này cũng dễ hiểu bởi vì chúng ta thường hình dung các nguyên tử giống như những quả cầu có ranh giới rời rạc.

Tuy nhiên, theo mô hình cơ học lượng tử của nguyên tử, không có khoảng cách cụ thể nào từ hạt nhân mà ngoài đó không thể tìm thấy electron. Do đó, bán kính nguyên tử đòi hỏi phải có một định nghĩa cụ thể.
Có hai cách xác định bán kính nguyên tử. Một là bán kính kim loại, bằng một nửa khoảng cách giữa hạt nhân của hai nguyên tử kim loại giống hệt nhau và liền kề với nhau hình 1. Cách còn lại là bán kính cộng hóa trị, bằng một nửa khoảng cách giữa các hạt nhân giống hệt nhau, liền kề nhau trong một phân tử hình 2.

Hình 3 cho thấy bán kính nguyên tử của các nguyên tố nhóm chính theo vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn. Có hai xu hướng biến đổi riêng biệt: Xu hướng biến đổi theo chu kì và xu hướng biến đổi theo nhóm.

Hình 3. Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử của các nguyên tố nhóm chính