Gli orbitali atomici sono regioni dello spazio attorno a un nucleo atomico che sono abitati da elettroni. Le rappresentazioni visive e matematiche degli orbitali atomici mostrano tutte le possibili posizioni degli elettroni di un atomo.
Secondo il principio di incertezza di Heisenberg, è impossibile prevedere la posizione esatta e l'impulso di un elettrone, quindi vengono utilizzati gli orbitali per mostrare dove potrebbe essere un elettrone. Esistono quattro diversi tipi di orbitali atomici: s, p, d e f.
Gli orbitali S sono sferici e centrati sul nucleo. Hanno due elettroni. Gli orbitali P sono a forma di nocciolina, con ciascun lato contenente un elettrone. Gli orbitali P sono raggruppati in tre, per un totale di sei elettroni, e sono allineati lungo gli assi x, ye z con il nucleo al centro. Gli orbitali D sembrano noccioline incrociate e arrivano in gruppi di cinque, con un totale di 10 elettroni. Gli orbitali F sono di forma molto complessa e difficili da visualizzare. Vengono in gruppi di sette e contengono 14 elettroni.
