镧系金属原子半径从镧到镥逐渐减少（符合元素周期表半径规则，即同一周期从左往右半径减小，同一族从上往下半径增大），共缩小14.3pm，平均每两个相邻元素减小1pm左右。对于三价镧系金属离子从左往右共减少21.3pm，平均每两个离子减少1.5pm左右。 镧系相邻元素之间半径差值对于非过渡金属以及其他过渡金属来说是反常的，这种现象我们称之为镧系收缩。
镧系元素中电子排布是相继填入内层4f能级的，由于f‘能级太过于分散，在空间中其伸展大小又显得比较大，以至于4f’电子对原子核的屏蔽不完全，不能像s、p、d能级中电子那样能有效屏蔽原子核，所以随着原子序数递增，其外层电子所经受的有效核电荷数也在增加（比s、p等能级的有效核电荷数要大），因此外层半径有所减小。
另外，4f电子之间屏蔽也类似上述原因，导致4f能级半径缩小。整个电子屏蔽效应影响造成镧系收缩现象 。
