Um átomo está em um estado fundamental quando todos os elétrons em um átomo estão em seus níveis de energia mais baixos. Em um estado excitado, os elétrons se espalham para níveis de energia mais elevados, e nem todos estão em seus níveis mais baixos.
Um átomo do estado fundamental possui elétrons em seus orbitais de menor energia. Este estado tem a energia potencial mais baixa e é mais estável do que um átomo em estado excitado. Um exemplo de átomo que possui elétrons em seu estado fundamental é o hidrogênio. O hidrogênio tem dois elétrons preenchendo seu primeiro nível de energia potencial.
Em um estado excitado, os elétrons não preenchem seus orbitais de energia mais baixa. Moléculas e átomos podem obter energia externa, resultando no deslocamento de um elétron para um orbital de maior energia. Os elétrons do estado excitado são menos estáveis do que os do estado fundamental e têm mais do que a energia potencial mínima. Quando os átomos não estão em seu estado fundamental, eles podem reverter para ele, liberando energia conforme retornam ao estado de energia inferior.
Um exemplo de elétrons indo de um estado fundamental para um estado excitado é uma reação fotoquímica. Essas reações ocorrem quando a energia na forma de luz é absorvida pelas moléculas. Os elétrons nas moléculas saltam orbitais, criando um estado de excitação que permite que as moléculas alterem estruturas ou se combinem com outras.
