物质的原子在不同的能级上有不同数量的粒子(电子)，较高的原子被某种光子激发后，会从较高的能级跳到较低的能级，并发出与激发它的性质相同的光。跃迁最早是由玻尔提出的，但玻尔将宏观定律应用于此，因此玻尔在探索氢原子跃迁之外的其他复杂原子的跃迁定律时遇到了很大的困难。与原子的定态相对应的能量是不连续的，这些值称为能级。

能级公式：E(n)=E(1)/n^2

半径公式：r(n)=n^2*r(1)

在氢光谱中，n=2,3,4,5…向n=1发光的过渡形成了n=3,4,5,6…n=2跃迁发光形成巴尔默线体系

n=4、5、6、7…n=3跃迁发光形成Paschen系列

只有巴尔默线系统的前四条线在可见区域内。

最低的能级称为基态，其余的称为激发态。电子“离开”原子核，不再被原子核吸引的状态被称为电离态，而电离态的能级为零。(当电子从基态转变为电离态时，它们吸收的能量最多。)量子力学系统的状态突飞猛进地变化的过程原子在光照射下从高(低)能态发射(吸收)光子到低(高)能态的过程是典型的量子跃迁。即使没有光照射，处于激发态的原子在真空中零场涨落的作用下也能跃迁到较低的能态并发射光子(自发辐射)。除辐射过程外，其他散射过程、衰变过程等也属于量子跃迁。量子跃迁是一个概率过程，是量子定律的基本特征。以原子能级跃迁为例，原子跃迁何时发生是不可能预测的。一些原子转换可能发生得早，而另一些可能发生得晚。因此，处于激发态的原子寿命是不均匀的，但对于大量的原子来说，激发态的平均寿命是确定的，并且可以通过实验测量和理论计算得到。量子跃迁速率与系统与跃迁前后状态的相互作用有关，并遵循一定的守恒定律。原子能量跃迁的选择规则是角动量守恒和宇称守恒的结果。

微观粒子量子态的变化。它从高能态到低能态又从低能态到高能态。当粒子通过加热、碰撞或辐射等方式获得相当于两个能级之差的激发能时，它会从能量较低的基态跃迁到能量较高的激发态，但它是不稳定的，有自发回到稳定状态的倾向。在释放出相应的能量后，粒子会自动回到原来的状态，这种行为被称为跃迁，它遵循严格的量子规则。吸收或发射的能量是h的整数倍。如果以光的形式表示，则会导致光谱线的分离。