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。 基態原子的電子吸收能量後，電子會躍遷到較高能級，變成激發態原子，例如電子會從1s躍遷到2s、6p等，基態原子吸收能量轉化爲激發態原子，如果沒有能量繼續維持，激發態原子將轉化爲基態原子，發生電子躍遷，進而放出以爲光的形式的能量。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。
