Au "repos", un atome est dans son état fondamental, c'est à dire son niveau de plus basse énergie. Quand il est excité, c'est que son énergie à augmenté. Les atomes ne peuvent prendre que certains niveaux d'énergie (d'où le terme quantique). Ces niveaux d'énergie constituent une véritable carte d'identité de l'élément chimique .
On le représente généralement par un graphique de ce style .