现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。处于最低能量的原子叫做基态原子。
当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。例如电子可以从1s跃迁到2s、6p……相反，电子从较高能量的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态时，将释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。在日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火……都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。不同原子还原成基态原子所放出的能量不同，光的波长也不同，因此可以用光谱分析的形式检验原子。
