Các electron đôi khi hấp thụ năng lượng và chuyển sang trạng thái kích thích trong một khoảng thời gian ngắn. Khi chúng mất đi phần năng lượng dư thừa, năng lượng được giải phóng dưới dạng một photon. Đôi khi photon có thể được coi là ánh sáng nhìn thấy được trong quang phổ phát xạ.
Sóng điện từ, bao gồm cả ánh sáng, được coi là có bản chất kép, vì chúng thể hiện các đặc tính của cả sóng và hạt. "Hạt" ánh sáng được gọi là photon. Nó không có khối lượng nhưng di chuyển với tốc độ ánh sáng và hoạt động giống như một hạt. Các electron ở trạng thái kích thích nhảy lên quỹ đạo có năng lượng cao hơn trong một khoảng thời gian rất ngắn. Khi các electron bị kích thích mất năng lượng để trở về trạng thái cơ bản, chúng thường giải phóng năng lượng dưới dạng photon. Bước sóng của photon phát ra phụ thuộc vào năng lượng bị mất đi, và đôi khi, bước sóng của photon nằm dưới phần ánh sáng nhìn thấy của quang phổ điện từ. Trong những trường hợp này, photon có thể được xem như một dải ánh sáng trong quang phổ phát xạ. Phổ phát xạ của mỗi nguyên tố là duy nhất và có thể được sử dụng để xác định danh tính của các nguyên tố có trong một vật liệu nhất định. Màu sắc của ánh sáng phát ra cho biết bao nhiêu năng lượng đã bị mất. Màu đỏ có bước sóng cao nhất nhưng tương ứng với lượng năng lượng được giải phóng thấp hơn. Violet có bước sóng thấp nhất nhưng cho thấy lượng năng lượng được giải phóng cao hơn.
