Model mekanika kuantum menggambarkan kemungkinan adanya penempatan elektron pada atom dengan menggambarkan tingkat energy utama, orbital dan spin. Berdasarkan teori kuantum, elektron hanya bisa muncul dalam jumlah terbatas tingkat energy terkuantisasi.Â
Teori ini menjelaskan bahwa tidak ada dua elektron yang berada pada sistem yang sama yang dapat berada pada keadaan energy yang sama pada waktu yang bersamaan. Semua keadaan energy akan terisi dimulai dari tingkatan terendah hingga pada tingkatan tertinggi.Â
Berdasarkan prinsip ketidakpastian Heisenberg maka posisi tepat dan kecepatan elektron pada sebuah atom yang tak bisa diketahui pada saat yang bersamaan. Menurut prinsip ini, kita tidak bisa tahu fungsi dari momentum sebuah elektron, sehingga kita bisa menghitung satu satunya bahaya  menempatkan elektron pada fungsi tertentu.Â
Setiap orbital dan gelonbang memiliki karakteristik bentuk dan kekuatan tertentu. Karakteristik gelombang orbital atom ini memiliki semua statistic mengenai elektron pada atom, lalu statistic ini bisa diekstrak dengan mekanika kuantum.
