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。 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，例如电子会从1s跃迁到2s、6p等，基态原子吸收能量转化为激发态原子，如果没有能量继续维持，激发态原子将转化为基态原子，发生电子跃迁，进而放出以为光的形式的能量。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。