Jedno z nejdůležitějších míst ve vědeckém vnímání moderního světa zaujímá takzvaná kvantová teorie. Vychází z pozice, ze které lze vypočítat energii skrytou v elektronu, protože jeho hodnota může nabývat pouze určitých hodnot. Nejdůležitějším důsledkem tohoto stavu věcí je přitom závěr, že stav elektronu v té či oné době lze popsat pomocí sady kvantitativních indikátorů - kvantových čísel.
Hlavní kvantové číslo má v této teorii prvořadý význam. Tento termín se v moderní fyzice obvykle nazývá kvantitativní ukazatel, podle kterého je daný stav elektronu přisuzován určité energetické hladině. Energetická hladina je zase soubor orbitalů, mezi nimiž je rozdíl v energetické hodnotě extrémně nevýznamný.
Jak vyplývá z tohoto ustanovení, hlavní kvantové číslo se může rovnat jednomu z kladných přirozených čísel. V tomto případě je zásadní další skutečnost. Ostatně v případě přechodu elektronu na jinou energetickou hladinu hlavní kvantové číslo svou hodnotu bezezbytku změní.význam. Zde je docela vhodné uvést paralelu s modelem Nielse Bohra, kde elementární částice přechází z jedné dráhy na druhou, v důsledku čehož se uvolňuje nebo absorbuje určité množství energie.
Hlavní kvantové číslo nejvíce přímo souvisí s orbitálním kvantovým číslem. Jde o to, že jakákoli energetická hladina je ve své podstatě heterogenní a zahrnuje několik orbitalů najednou. Ty z nich, které mají stejnou energetickou hodnotu, tvoří samostatnou podúroveň. Pro zjištění, do které podúrovně ten či onen orbital patří, se používá pojem „orbitální kvantové číslo“. Abychom to vypočítali, musíme jeden odečíst od hlavního kvantového čísla. Pak všechna přirozená čísla od nuly po tento indikátor budou představovat orbitální kvantové číslo.
Nejdůležitější funkcí této kvantitativní charakteristiky je, že nejen koreluje elektron s tou či onou podúrovní, ale také charakterizuje trajektorii pohybu dané elementární částice. Odtud, mimochodem, písmenné označení orbitalů, které jsou známé i ze školního kurzu chemie: s, d, p, g, f.
Další důležitou charakteristikou polohy elektronu je magnetické kvantové číslo. Jeho hlavním fyzikálním významem je charakterizovat průmět momentu hybnosti vzhledem ke směru shodujícímu se se směrem magnetického pole. Jinými slovy, tonezbytné k rozlišení mezi elektrony, které okupují orbitaly, jejichž kvantové číslo je stejné.
Magnetické kvantové číslo se může měnit v rozmezí 2l+1, kde l je kvantitativní charakteristika orbitálního kvantového čísla. Kromě toho se také rozlišuje magnetické spinové číslo, které je nezbytné pro charakterizaci kvantové vlastnosti elementární částice v její čisté formě. Spin není nic jiného než moment hybnosti, který lze přirovnat k rotaci elektronu kolem jeho vlastní imaginární osy.
