由玻爾的理論發展而來的現代量子物理學認爲原子核外電子的可能狀態是不連續的，因此各狀態對應能量也是不連續的。這些能量值就是能級。能層理論是一種解釋原子核外電子運動軌道的一種理論。它認爲電子只能在特定的、分立的軌道上運動，各個軌道上的電子具有分立的能量，這些能量值即爲能級。電子可以在不同的軌道間發生躍遷，電子吸收能量可以從低能級躍遷到高能級或者從高能級躍遷到低能級從而輻射出光子。氫原子的能級可以由它的光譜顯示出來。
