L'idée des couches d'électrons a été développée par Niels Bohr dans son modèle de 1913 de l'atome, qui place les électrons sur des orbites stables autour du noyau. Le modèle de Bohr était une modification du modèle de Rutherford, qui n'exigeait pas que les électrons se déplacent sur des orbites de taille et d'énergie fixes.
Dans le modèle de Bohr, l'énergie de chaque couche électronique est liée à la taille de la couche, les plus grandes couches contenant plus d'énergie. Lorsque les électrons se déplacent d'une coquille à une autre, ils absorbent ou émettent de l'énergie sous forme de rayonnement.
La couche électronique la plus externe d'un atome est appelée couche de valence. Les électrons de cette couche, appelés électrons de valence, sont les principales particules impliquées dans les réactions chimiques. Les électrons de valence entre les atomes interagissent les uns avec les autres pour former des liaisons chimiques.