Les électrons absorbent parfois de l'énergie et passent à un état excité pendant de courtes périodes de temps. Lorsqu'ils perdent l'excès d'énergie, l'énergie est libérée sous forme de photon. Le photon peut parfois être vu comme de la lumière visible dans un spectre d'émission.
Les ondes électromagnétiques, y compris la lumière, sont considérées comme ayant une double nature, car elles présentent à la fois les propriétés des ondes et des particules. Une "particule" de lumière s'appelle un photon. Il n'a pas de masse mais se déplace à la vitesse de la lumière et se comporte comme une particule. Les électrons dans un état excité sautent vers des orbites à haute énergie pendant une très courte période de temps. Lorsque les électrons excités perdent de l'énergie pour revenir à l'état fondamental, ils libèrent généralement l'énergie sous forme de photons. La longueur d'onde du photon émis dépend de l'énergie perdue, et parfois, la longueur d'onde du photon tombe sous la partie lumière visible du spectre électromagnétique. Dans ces cas, le photon peut être vu comme une bande de lumière dans un spectre d'émission. Le spectre d'émission de chaque élément est unique et permet de déterminer l'identité des éléments présents dans un matériau donné. La couleur de la lumière émise indique la quantité d'énergie perdue. Le rouge a la longueur d'onde la plus élevée mais correspond à une plus faible quantité d'énergie libérée. Le violet a la longueur d'onde la plus faible, mais suggère qu'une plus grande quantité d'énergie est libérée.
