Fiecare atom neutru din magneziu are 12 electroni. Orbii de electroni din jurul nucleului, care conține protonii și neutronii.
Magneziul are un număr atomic de 12. Atâta timp cât atomul este neutru, numărul de electroni este același cu numărul său atomic. Cei 12 electroni sunt aranjați în trei niveluri de energie, sau în cochilii de electroni. Prima coajă are doi electroni, a doua coajă are opt electroni, iar a treia coajă are doi electroni.
Este posibil ca magneziul să formeze legături ionice cu unele elemente. Legăturile ionice se formează atunci când un atom renunță la electroni, iar celălalt câștigă electroni. De exemplu, când magneziul se combină cu oxigen pentru a forma oxid de magneziu, acesta renunță la doi electroni. Aceasta formează un ion de magneziu cu o încărcătură pozitivă.