Trong cơ học lượng tử, trạng thái của một nguyên tử, tức là những trạng thái riêng của nguyên tử Hamilton, được mở rộng vào trong tổ hợp tuyến tinh của các sản phẩm theo nguyên tắc phản đối xứng của những hàm electron riêng biệt. Các thành phần có trong không gian của những hàm electron riêng biệt được gọi là orbital nguyên tử. (Khi xét qua thành phần spin (quay), một cách nói khác của orbital nguyên tử spin).

Trong vật lý nguyên tử, các vòng quang phổ nguyên tử tương ứng với trình chuyển đổi (bước nhảy lượng tử) giữa các trạng thái lượng tử của một nguyên tử. Các trạng thái này được ký hiệu bởi tập hợp số lượng tử được tóm tắt trong biểu tượng thuật ngữ và thường liên quan đến cấu hình đặc biệt của electron.