外层离满壳层仅差一个电子。氟原子中外层电子不产生核屏蔽作用，并且受到很高有效核电荷（9-2=7）的作用。这影响了氟原子核的物理性质。氟拥有所有元素中第三高的第一电离能，仅次于氦和氖 ，这使得将电子从中性氟原子中剥离非常困难。氟的电子亲和能很高，仅次于氯，具有捕捉一个电子以变成稀有气体氖的等电子体的趋势。氟的电负性是所有元素中最高的。氟原子的共价半径也比较小，大约60 pm，与其在第二周期中相邻的元素氧相似。
反应.氟是自然界电负性最强的元素（3.98鲍林标度），也是氧化性最强