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São as propriedades que indicam o tamanho dos átomos neutros e na forma de íons. Ela é difícil de ser determinada, pois não é possível determinar a posição exata do elétron no átomo. Utilizando aparelhagens de raios X, consegue-se determinar a posição dos núcleos de dois átomos vizinhos, que sendo de um mesmo elemento, o Raio Atômico será a metade da distância que separa os dois núcleos. É importante ter em mente, que este procedimento conduz a resultados variáveis, pois os átomos não se comportam como esferas rígidas, ocorrendo uma interpenetração das nuvens eletrônicas. De modo geral, a determinação experimental dos raios atômicos dos elementos é corrigida com equações que levam em consideração o Empacotamento (ALT Arranjo dos átomos no espaço para formar os elementos.) dos átomos. Nos períodos aumenta com a diminuição da carga nuclear, pois a força de atração dos elétrons pelo núcleo é menos intensa, enquanto que nos grupos aumenta com o número de níveis ocupados pelos elétrons.
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Por outro lado, o Raio Iônico depende da carga do íon, isto é, se o mesmo é positivo ou negativo. No caso dos Cátions, estes são sensivelmente menores que os átomos neutros porque a perda de elétrons diminui a repulsão da nuvem eletrônica, muitas vezes significando a perda da última camada. Já Ânions (ALT Íons de carga positiva, os quais são obtidos quando o átomo perde elétrons.) os são bem maiores que o átomo neutro, pois ocorre o efeito oposto.
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