A ideia de camadas de elétrons foi desenvolvida por Niels Bohr em seu modelo de átomo de 1913, que coloca os elétrons em órbitas estáveis em torno do núcleo. O modelo de Bohr foi uma modificação do modelo de Rutherford, que não exigia que os elétrons se movessem em órbitas de tamanho e energia fixos.
No modelo de Bohr, a energia de cada camada de elétron está relacionada ao tamanho da camada, com camadas maiores contendo mais energia. Quando os elétrons se movem de uma camada para outra, eles absorvem ou emitem energia na forma de radiação.
A camada de elétrons mais externa de um átomo é chamada de camada de valência. Os elétrons nesta camada, conhecidos como elétrons de valência, são as partículas primárias envolvidas nas reações químicas. Os elétrons de valência entre os átomos interagem entre si para formar ligações químicas.