現代物質結構理論證實，原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處於最低狀態，簡稱能量最低原理。處於最低能量的原子叫做基態原子。
當基態原子的電子吸收能量后，電子會
躍遷到較高能級，變成
激發態原子。
例如電子可以從1s躍遷到2s、6p……相反，電子從較高能量的激發態躍遷到能量較低的激發態乃至基態時，將釋放能量。光（輻射）是電子釋放能量的重要形式之一。在日常生活中，我們看到的許多可見光，如燈光、霓虹燈光、激光、焰火……都與原子核外電子發生躍遷釋放能量有關。不同原子還原成基態原子所放出的能量不同，光的波長也不同，因此可以用光譜分析的形式檢驗原子。
轉換關係：基態原子→吸收能量→激發態原子
激發態原子→釋放能量→基態原子