Ogni orbita o guscio di un atomo ha un certo stato energetico ad esso associato. Questi stati energetici sono le uniche energie che gli elettroni possono avere in un atomo, quindi le loro energie sono quantizzate.
Il concetto di energia in un atomo che è quantizzato piuttosto che continuo è evidente quando si osservano gli spettri di emissione e assorbimento degli atomi. Gli elettroni possono esistere solo a determinati livelli di energia, quindi quando un elettrone guadagna o perde energia, ci sono specifiche energie fotoniche associate ai cambiamenti di energia. Queste energie determinano i colori visti nello spettro di emissione di un atomo e i colori non visti nel suo spettro di assorbimento.