Secondo la teoria meccanica quantistica, un elettrone legato ad un atomo non può avere qualsiasi valore di energia, anzi può occupare solo certi stati corrispondenti a determinati livelli. La formula che li definisce in un atomo di idrogeno sono date dalla equazione: E = -E0 / n2, dove E0 = 13.6 eV (1 eV = 1.602 × 10-19 Joule) e n = 1,2,3... E così via. L'energia viene espressa come un numero negativo per separare (ionizzare) l'elettrone dal nucleo, ed è comune dire che quest'ultimo non legato ha un'energia pari a zero (vincolante). Un elettrone legato ad un atomo può tra l'altro assorbire fotoni di determinate energie esattamente corrispondenti alla differenza tra due stati. In riferimento a quanto sin qui premesso, nella presente guida vi sarà spiegato dettagliatamente come calcolare i livelli energetici dell'atomo di idrogeno.