Nguyên tử ở trạng thái cơ bản khi tất cả các điện tử trong nguyên tử ở mức năng lượng thấp nhất của chúng. Ở trạng thái kích thích, các điện tử lan tỏa ra các mức năng lượng cao hơn và không phải tất cả đều ở mức thấp nhất của chúng.
Một nguyên tử ở trạng thái cơ bản sở hữu các electron trong các obitan năng lượng thấp nhất của nó. Trạng thái này có thế năng thấp nhất và bền hơn nguyên tử ở trạng thái kích thích. Một ví dụ về nguyên tử có các electron ở trạng thái cơ bản là hydro. Hydro có hai electron lấp đầy mức năng lượng tiềm năng đầu tiên của nó.
Ở trạng thái kích thích, các electron không lấp đầy các obitan năng lượng thấp nhất của chúng. Các phân tử và nguyên tử có thể nhận được năng lượng bên ngoài, dẫn đến sự dịch chuyển của một điện tử đến một quỹ đạo có năng lượng cao nhất. Các điện tử ở trạng thái kích thích kém bền hơn so với các điện tử ở trạng thái cơ bản và có nhiều hơn thế năng tối thiểu. Khi các nguyên tử không ở trạng thái cơ bản, chúng có thể hoàn nguyên trở lại, tạo ra năng lượng khi chúng trở về trạng thái năng lượng thấp hơn.
Một ví dụ về các electron đi từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích là phản ứng quang hóa. Các phản ứng này xảy ra khi năng lượng dưới dạng ánh sáng được các phân tử hấp thụ. Các electron trong phân tử nhảy obitan, tạo ra trạng thái kích thích cho phép các phân tử thay đổi cấu trúc hoặc kết hợp với các phân tử khác.
