在原子核的外面是一层一层的电子层，最多可以有7层，不过电子层并不是原子轨道，它只是一个区域，在每一个区域之中还有着更为详细的划分。每一个电子层中包含有不同的能级，不同的电子层所拥有的能级数量是不同的，而这个能级就是原子轨道。距离原子核最近的第一个电子层只有一个能级，而第二个电子层有两个能级，第三个电子层则有三个能级，以此类推，第七个电子层自然就有7个能级了。
能级虽然就是原子轨道，但并不意味着有几个能级就有几个原子轨道。
目前在已知的所有元素中共发现了四个能级，分别表示为s能级、p能级、d能级、f能级。第一个电子层中有一个能级，就是s能级，也就是有一个原子轨道。第二个电子层中有两个能级，即s能级和p能级，但并不是说第二个电子层中只有两个原子轨道，而是有三个原子轨道。为什么呢？因为p轨道都是三个一起出现的，也就是说在第二个电子层中有一个s轨道和三个p轨道，一共四个原子轨道。
s能级有一个s轨道，p能级有三个p轨道，d能级有五个d轨道，f能级有7个f轨道。
据此，我们很容易就能够确定第三个电子层有9个原子轨道，因为第三层有一个s能级，即1个s轨道，一个p能级，即3个p轨道，一个d能级，即5个d轨道，加起来刚好9个。现在我们已经知道了原子轨道是如何分布的，那么一个轨道上能容纳几个电子呢？根据泡利不相容原理，一个原子轨道上最多只能容纳2个电子。知道了原子轨道的分布规则，也知道了一个轨道最多容纳的电子数量，但现在还是无法直接描绘出一个原子中电子的分布情况，我们还需要知道另一个规则。
这个规则就是能量最低原则。
什么意思呢？就是电子总是抢先占据能量最低的原子轨道。同样都是s轨道，第一个电子层的s轨道的能量就要小于第二个电子层中s轨道的能量，而第二个电子层中的s轨道的能量则要小于第三个电子层中s轨道的能量。在同一个电子层中，s轨道的能量要小于p轨道，p轨道的能量要小于d轨道，以此类推。根据上述所有规则，我们就可以准确地描绘出任何一个原子的结构，比如拥有8个电子的氧原子，是不是很容易就能想象出它的样子了？原子结构就是如此有序，比恒星系统可要有序得多呢。