電離能大小與元素的有效核電荷數，原子半徑，原子的電子層結構有關。有效核電荷數越大，電離能越大。原子半徑越大，電離能越小。原子的電子層越多，電離能越小。同一週期主族元素從左到右電離能增大，稀有氣體元素電離能最大。同一週期副族元素從左至右，電離能增加不如主族元素明顯，只是略有增加。同一主族元素從上到下第一電離能逐漸減小，同一副族電離能變化不規則。同一週期內元素的第一電離能在總體增大的趨勢中有些曲折。當最外電子在能量相等的軌道上形成全空(p0,d0,fo)、半滿(p3,d5,f7)或全滿(p6,d10,f14)結構時，原子的能量較低，元素的第一電離能較大。
