Ogni atomo neutro di magnesio ha 12 elettroni. Gli elettroni orbitano intorno al nucleo, che contiene i protoni e i neutroni.
Il magnesio ha un numero atomico di 12. Finché l'atomo è neutro, il numero di elettroni è uguale al suo numero atomico. I 12 elettroni sono disposti in tre livelli di energia, o gusci di elettroni. Il primo guscio ha due elettroni, il secondo guscio ha otto elettroni e il terzo guscio ha due elettroni.
È possibile che il magnesio formi legami ionici con alcuni elementi. I legami ionici si formano quando un atomo cede gli elettroni e l'altro guadagna elettroni. Ad esempio, quando il magnesio si combina con l'ossigeno per formare l'ossido di magnesio, si rinuncia a due elettroni. Questo forma uno ione magnesio con carica positiva.