אחד המקומות החשובים ביותר בתפיסה המדעית של העולם המודרני תפוס על ידי מה שנקרא תורת הקוונטים. היא מבוססת על העמדה שניתן לחשב את האנרגיה החבויה באלקטרון, שכן ערכה יכול לקבל רק ערכים מסוימים. יחד עם זאת, ההשלכה החשובה ביותר של מצב דברים זה היא המסקנה שניתן לתאר את מצבו של אלקטרון בזמן זה או אחר על ידי קבוצה של אינדיקטורים כמותיים - מספרים קוונטיים.
המספר הקוונטי העיקרי הוא בעל חשיבות עליונה בתיאוריה זו. מונח זה בפיזיקה המודרנית נקרא בדרך כלל אינדיקטור כמותי, לפיו מצב נתון של אלקטרון מיוחס לרמת אנרגיה מסוימת. רמת האנרגיה, בתורה, היא קבוצה של אורביטלים, שההבדל בערך האנרגיה ביניהם אינו משמעותי ביותר.
כפועל יוצא מהוראה זו, המספר הקוונטי הראשי יכול להיות שווה לאחד מהמספרים הטבעיים החיוביים. במקרה זה, עובדה נוספת היא בעלת חשיבות עקרונית. אחרי הכל, במקרה של מעבר אלקטרונים לרמת אנרגיה אחרת, המספר הקוונטי הראשי ישנה את ערכו בלי להיכשל.מַשְׁמָעוּת. כאן זה די מתאים לצייר הקבלה למודל נילס בוהר, שבו חלקיק יסודי עובר ממסלול אחד למשנהו, וכתוצאה מכך משתחררת או נספגת כמות מסוימת של אנרגיה.
המספר הקוונטי הראשי קשור באופן הישיר ביותר למספר הקוונטי המסלולי. העניין הוא שכל רמת אנרגיה היא הטרוגנית בטבעה וכוללת כמה אורביטלים בבת אחת. אלה מהם בעלי אותו ערך אנרגיה יוצרים תת-רמה נפרדת. כדי לברר לאיזו תת-רמה שייך מסלול זה או אחר, משתמשים במושג "מספר קוונטי מסלולי". כדי לחשב אותו, יש לגרוע מהמספר הקוונטי הראשי. אז כל המספרים הטבעיים מאפס ועד מחוון זה יהוו את המספר הקוונטי המסלולי.
הפונקציה החשובה ביותר של מאפיין כמותי זה הוא שהוא לא רק מתאם אלקטרון עם תת-רמה כזו או אחרת, אלא גם מאפיין את מסלול התנועה של חלקיק יסודי נתון. מכאן, אגב, ייעוד האותיות של האורביטלים, המוכרים גם מהקורס בכימיה בבית הספר: s, d, p, g, f.
מאפיין חשוב נוסף של מיקומו של אלקטרון הוא המספר הקוונטי המגנטי. המשמעות הפיזיקלית העיקרית שלו היא לאפיין את הקרנת התנע הזוויתי ביחס לכיוון החופף לכיוון השדה המגנטי. במילים אחרות, זההכרחי על מנת להבחין בין אלקטרונים התופסים אורביטלים שמספרם הקוונטי זהה.
מספר קוונטי מגנטי יכול להשתנות בתוך 2l+1, כאשר l הוא מאפיין כמותי של המספר הקוונטי המסלולי. בנוסף, מובחן גם מספר ספין מגנטי, הדרוש על מנת לאפיין את התכונה הקוונטית של חלקיק יסודי בצורתו הטהורה. ספין אינו אלא רגע של מומנטום, אותו ניתן להשוות לסיבוב של אלקטרון סביב הציר הדמיוני שלו.
