Jedno z najdôležitejších miest vo vedeckom vnímaní moderného sveta zaujíma takzvaná kvantová teória. Vychádza z pozície, že energiu skrytú v elektróne možno vypočítať, keďže jej hodnota môže nadobudnúť len určité hodnoty. Najdôležitejším dôsledkom tohto stavu vecí je zároveň záver, že stav elektrónu v tom či onom čase možno opísať súborom kvantitatívnych indikátorov – kvantových čísel.
Hlavné kvantové číslo má v tejto teórii prvoradý význam. Tento termín sa v modernej fyzike zvyčajne nazýva kvantitatívny ukazovateľ, podľa ktorého sa danému stavu elektrónu pripisuje určitá energetická hladina. Energetická hladina je zasa súbor orbitálov, medzi ktorými je rozdiel v energetickej hodnote mimoriadne zanedbateľný.
Ako vyplýva z tohto ustanovenia, hlavné kvantové číslo sa môže rovnať jednému z kladných prirodzených čísel. V tomto prípade má zásadný význam iná skutočnosť. Koniec koncov, v prípade prechodu elektrónov na inú energetickú hladinu hlavné kvantové číslo bez problémov zmení svoju hodnotu.význam. Tu je celkom vhodné uviesť paralelu s modelom Nielsa Bohra, kde elementárna častica prechádza z jednej dráhy na druhú, v dôsledku čoho sa uvoľňuje alebo absorbuje určité množstvo energie.
Hlavné kvantové číslo najviac priamo súvisí s orbitálnym kvantovým číslom. Ide o to, že každá energetická hladina je svojou povahou heterogénna a zahŕňa niekoľko orbitálov naraz. Tie z nich, ktoré majú rovnakú energetickú hodnotu, tvoria samostatnú podúroveň. Na zistenie, do ktorej podúrovne ten či onen orbitál patrí, sa používa pojem „orbitálne kvantové číslo“. Na jej výpočet je potrebné odčítať jeden od hlavného kvantového čísla. Potom všetky prirodzené čísla od nuly po tento indikátor budú predstavovať orbitálne kvantové číslo.
Najdôležitejšou funkciou tejto kvantitatívnej charakteristiky je, že nielen koreluje elektrón s jednou alebo druhou podúrovňou, ale tiež charakterizuje trajektóriu pohybu danej elementárnej častice. Odtiaľ, mimochodom, písmenkové označenie orbitálov, ktoré sú známe aj zo školského kurzu chémie: s, d, p, g, f.
Ďalšou dôležitou charakteristikou polohy elektrónu je magnetické kvantové číslo. Jeho hlavným fyzikálnym významom je charakterizovať priemet momentu hybnosti vzhľadom na smer zhodný so smerom magnetického poľa. Inými slovami, topotrebné na rozlíšenie medzi elektrónmi, ktoré okupujú orbitály, ktorých kvantové číslo je rovnaké.
Magnetické kvantové číslo sa môže meniť v rozmedzí 2l+1, kde l je kvantitatívna charakteristika orbitálneho kvantového čísla. Okrem toho sa rozlišuje aj magnetické spinové číslo, ktoré je potrebné na charakterizáciu kvantovej vlastnosti elementárnej častice v jej čistej forme. Spin nie je nič iné ako moment hybnosti, ktorý možno prirovnať k rotácii elektrónu okolo vlastnej imaginárnej osi.
