原子中的电子，究竟是什么方式运动的呢？
现在人们普遍以“电子云“来形容原子的结构，就好像一团”雾气”（电子），分布于极小的星球（原子核）四周。只有原子中存在唯一电子时，原子轨道才能精准符合“圆形气团”的形状。当原子中有越来越多电子时，电子越倾向均匀分布在原子核四周的空间体积中，因此“电子云”倾向分布在特定球形区域内（区域内电子出现几率较高）。
电子在核外运动的轨迹称之为”轨道“（orbital），它以一个波函数来表示，表示电子出现的概率趋势，（为易于理解，把它想象成轨道）。轨道也分大小，一个大轨道可以包含数条小轨道。轨道像皮球一样，以原子核为中心，一层一层地包裹着。
因为原子的能量是量子化的，原子核外电子运动的轨道是不连续的。我们把大轨道称之为能层，小轨道称之为能级。能层用n来表示，也叫主量子数。n的取值为正整数1、2、3、4、5、6、7；表示具有不同能量的层级。光谱学对应符号为K、L、M、N、O、P、Q。一般而言：n越大，电子层的能量越高。能级（也叫电子亚层），以角动量子数（I）来表示，当n值一定时，I只能取0，1，2，3…(n-1)等值，代表电子的角动量的大小。光谱学对应命名为s，p，d，f四个能级。从理论上说，将会出现第五个能级。
还有在磁场的影响下，不同层级的原子轨道，可以在空间取不同的伸展方向，从而得到几个型状不同的原子轨道。我们用磁量子数Me是描述原子轨道或电子云在空间的伸展方向。磁量子数m取值受角量子数l制约，对于给定的l值，m的取值是一定的。
s轨道的运行用波函数图像表达近似球型：I=0，电子云的形状是球形对称的，用符号s表示，也称s亚层；
p轨道在x,y,z轴三个方向波函数图像：I=1，电子云呈哑铃形，用符号p表示，也称p亚层；
d轨道五种不同的波函数图像：I=2，电子云常呈四瓣形，用符号d表示，也称d亚层；
f轨道七种不同的波函数图像：I=3，用符号f表示，也称f亚层，电子云形状比较为复杂。
原子中电子除了以极高速度在核外空间运动之外，也还有自旋运动。电子有两种不同方向的自旋，即顺时针方向和逆时针方向的自旋。自旋是电子的内赋禀性，每个轨道最多可以容纳两个自旋相反的电子。在外部磁场存在的情况下，许多原子谱线还会发生了更细的分裂，这个现象被叫做塞曼效应（因外电场而产生的裂分被称为斯塔克效应），这种分裂在无磁场和电场时不存在。
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