电离能大小与元素的有效核电荷数，原子半径，原子的电子层结构有关。有效核电荷数越大，电离能越大。原子半径越大，电离能越小。原子的电子层越多，电离能越小。同一周期主族元素从左到右电离能增大，稀有气体元素电离能最大。同一周期副族元素从左至右，电离能增加不如主族元素明显，只是略有增加。同一主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，同一副族电离能变化不规则。同一周期内元素的第一电离能在总体增大的趋势中有些曲折。当最外电子在能量相等的轨道上形成全空(p0,d0,fo)、半满(p3,d5,f7)或全满(p6,d10,f14)结构时，原子的能量较低，元素的第一电离能较大。