Les principaux niveaux d'énergie d'un atome sont indiqués par les principaux nombres quantiques. Ce nombre, qui illustre la taille orbitale, décrit indirectement l'énergie orbitale d'un atome.
Les nombres quantiques principaux, qui sont symbolisés par "n", commencent par n égal à un suivi de n égal à 2 et ainsi de suite. La deuxième orbite, ou n est égal à 2, est plus grande que la première. L'énergie doit être absorbée par un électron pour qu'il saute de la première orbite à la seconde, donc la seconde orbite contient plus d'énergie.
Le modèle de Bohr à une dimension a introduit le nombre quantique principal. Trois nombres quantiques, "n", "l" et "m" ont été introduits par le modèle tridimensionnel de Schrödinger. Les deux secondes variables se réfèrent respectivement aux nombres quantiques angulaires et magnétiques. Le premier représente la forme orbitale, tandis que le second représente l'orientation orbitale dans l'espace.