Quando um elétron transita entre níveis de energia, ele absorve ou emite um fóton de luz. A energia do fóton é igual à diferença de energia entre os dois níveis.

Os elétrons podem ser excitados para níveis de energia mais elevados absorvendo energia do ambiente. Isto pode ser feito aquecendo o material, expondo-o à luz ou aplicando um campo elétrico.

Uma vez excitado, um elétron pode retornar ao seu estado fundamental emitindo um fóton de luz. O comprimento de onda da luz é determinado pela diferença de energia entre os dois níveis.

A emissão de luz pelos elétrons é um processo fundamental subjacente a muitos dos fenômenos que observamos no mundo que nos rodeia, como as cores dos objetos, o brilho das lâmpadas e o funcionamento dos lasers.