O primeiro número quântico, chamado de número quântico principal (n), refere-se ao tamanho da nuvem de elétrons e à energia de um elétron. O intervalo do valor n vai de um a número da camada que contém o elétron mais externo.
Existem quatro números quânticos que são usados para descrever cada elétron em um átomo. Os primeiros três números especificam o orbital do elétron, e o quarto número descreve o spin do elétron nesse orbital.
O segundo número quântico é o número do momento angular e especifica a forma do orbital dividindo a casca em subcamadas. O terceiro número quântico é o número quântico magnético e descreve a orientação do orbital. O quarto número quântico pode ter dois valores possíveis para descrever o spin do elétron, às vezes referido como para cima e para baixo.