電子躍遷描述了原子外層電子從一個能級轉移到另一個能級的過程，這一過程伴隨著能量的吸收或釋放，以光子的形式表現。電子躍遷可以分為自發躍遷和受激躍遷兩種形式。在沒有外界激勵的情況下，電子處于一個相對穩定的狀態；但在外界光子的作用下，電子可能從低能級躍遷到高能級，這個過程需要光子的能量大于或等于兩軌道能級之差。一旦電子躍遷到高能級，由于不穩定，它會嘗試回到低能級，釋放能量，這一過程中的能量釋放以熒光的形式表現。波爾的氫原子軌道理論為電子躍遷提供了理論基礎。理論認為氫原子電子在特定軌道上運行，每個軌道對應一個能級，且能級是分離的。當合適能量的光子作用于電子時，電子可以從低能級躍遷到高能級，反之亦然。后者被稱為受激輻射，這是激光產生的基本原理。除了外界光子的激發，電子也可以自發地從高能級躍遷到低能級，或者相反，但這種過程處于靜態平衡之中。普朗克提出光子能量是量子化的，躍遷時吸收或釋放的光子能量可以用普朗克常數h（6.626196×10^-34J·s）表示。在氫原子中，光子能量與軌道數之間存在聯系，通過李德博格常數，這一理論能夠預測電子所處的軌道，進而預測氫原子的譜線，這一方法也適用于其他元素譜線的預測。電子躍遷的一個直觀例子是焰色反應。當某些金屬或它們的揮發性化合物在無色火焰中灼燒時，原子核外的電子吸收特定能量，從基態躍遷到高能級。隨后，電子回到基態時，以特定波長的光譜線形式釋放多余能量，從而產生特征顏色。每種元素都有其獨特的光譜特征，這些特征可以用來判斷元素的存在，例如，焰色呈洋紅色表明存在鍶元素，呈玉綠色表明存在銅元素，呈黃色表明存在鈉元素。