L'hydrogène peut avoir un nombre infini de niveaux d'énergie, basé sur le principe de la mécanique quantique. Ces niveaux d'énergie sont représentés par le nombre quantique "n".
Un atome d'hydrogène est l'atome le plus simple qui existe dans la nature, composé d'un seul proton et d'un seul électron. L'électron se trouve très probablement dans un nuage d'électrons, où il occupe un "état" orbital particulier qui correspond à un niveau d'énergie. Dans un atome neutre, l'électron se trouve dans "l'état fondamental", ou le niveau d'énergie le plus proche du proton. Chaque niveau d'énergie contient une quantité spécifique d'énergie, qui est désignée par une quantité eV négative. Les niveaux d'énergie de l'hydrogène peuvent être obtenus en utilisant l'équation générale E = - E0/n2, où "E" indique le niveau d'énergie, "E 0" équivaut à 13,6 eV et "n" prend une plage de valeurs allant de un à l'infini.