Een valentie-elektron is een elektron dat het meest waarschijnlijk betrokken is bij een chemische reactie. Het zijn meestal de elektronen met de hoogste waarde van het hoofdkwantumgetal, n. Een andere manier om te denken aan valentie-elektronen is dat ze de buitenste elektronen in een atoom zijn, dus ze zijn het meest vatbaar voor deelname aan de vorming van chemische bindingen of ionisatie. De eenvoudigste manier om de valentie-elektronen te identificeren, is door te zoeken naar het hoogste getal in de elektronenconfiguratie van een atoom (het belangrijkste kwantumgetal).
Het is vermeldenswaard dat de IUPAC-definitie van valentie voor de hoogste hoogste valentie is die wordt weergegeven door een atoom van een element. In praktisch gebruik kunnen hoofdgroepelementen van het periodiek systeem echter elke valentie van 1 tot 7 weergeven (omdat 8 een compleet octet is). De meeste elementen hebben voorkeurswaarden van valentie-elektronen. De alkalimetalen bijvoorbeeld, vertonen bijna altijd een valentie van 1. De alkalische aardmetalen hebben de neiging om een valentie van 2 te vertonen. De halogenen hebben meestal een valentie van 1, maar kunnen soms een valentie van 7 vertonen. De overgangsmetalen kunnen een bereik van valentie waarden, omdat de elektronenschaal met de hoogste energie slechts gedeeltelijk is gevuld. Die atomen worden stabieler door de schaal te legen, half te vullen of volledig te vullen.