overgangselementer, overgangsmetaller, noe upresis betegnelse på noen grunnstoffer der elektronskallet innenfor valensskallet bare er delvis fylt. Normalt regnes kun gruppene 3–12, d-blokken, til overgangsgrunnstoffene, 4 f- og 5 f-grunnstoffene betegnes hhv. lantanoider og actinoinider (transuraner). Enkelte kjemikere ekskluderer gruppe 3 og 12 fra overgangsgrunnstoffene pga. deres d0- og d10- elektronkonfigurasjoner. (Se også grunnstoffenes periodesystem.)
Overgangsmetallenes spesielle egenskaper skyldes det delvis fylte elektronskallet. Dette forårsaker bl.a. at forbindelser og ioner av overgangsmetaller er fargede og tiltrekkes av magnetfelt (paramagnetiske), i motsetning til hovedgruppemetallene som gjerne danner fargeløse forbindelser og ioner som frastøtes av magnetfelt (diamagnetiske).
Flertallet av industrielle katalysatorer har et overgangsmetall som aktiv substans, ofte platinametaller. Årsaken ligger bl.a. i at overgangsmetaller har evne til å skifte oksidasjonstall i trinn på ± 1 (hovedgruppegrunnstoffer skifter ikke så lett oksidasjonstall, og da gjerne i trinn på ± 2), og at de danner svært mange forskjellige komplekser hvor antall bindinger til metallatomet kan variere. Tilstedeværelse av overgangsmetaller i forbrenningsprosesser kan katalysere dannelse av giftige stoffer eller miljøgifter, f.eks. fosgen på kobberoverflater.
Overgangsgrunnstoffer inngår også i en rekke av kroppens katalysatorer, enzymer. Disse enzymene kalles metalloenzymer og er blant de mest aktive enzymene i kroppen.