A modern világ tudományos felfogásában az egyik legfontosabb helyet az úgynevezett kvantumelmélet foglalja el. Azon az állásponton alapul, hogy az elektronban rejlő energia kiszámítható, hiszen értéke csak bizonyos értékeket vehet fel. Ugyanakkor a dolgok ezen állapotának legfontosabb következménye az a következtetés, hogy egy elektron állapota egy vagy másik időpontban kvantitatív mutatók - kvantumszámok - halmazával írható le.
A főkvantumszám kiemelkedő fontosságú ebben az elméletben. Ezt a kifejezést a modern fizikában általában kvantitatív mutatónak nevezik, amely szerint az elektron adott állapotát egy bizonyos energiaszinthez rendelik. Az energiaszint viszont pályák halmaza, amelyek közötti energiaérték különbség rendkívül jelentéktelen.
Amint ebből a rendelkezésből következik, a főkvantumszám egyenlő lehet a pozitív természetes számok egyikével. Ebben az esetben egy másik tény alapvető fontosságú. Hiszen egy másik energiaszintre való elektronátmenet esetén a fő kvantumszám hiba nélkül megváltoztatja az értékét.jelentése. Itt teljesen helyénvaló párhuzamot vonni a Niels Bohr modellel, ahol egy elemi részecske átmegy egyik pályáról a másikra, aminek következtében bizonyos mennyiségű energia szabadul fel vagy nyel el.
A fő kvantumszám a legközvetlenebb kapcsolatban áll az orbitális kvantumszámmal. A helyzet az, hogy bármely energiaszint heterogén természetű, és egyszerre több pályát foglal magában. Ezek közül az azonos energiaértékűek külön alszintet alkotnak. Annak megállapítására, hogy ez vagy az a pálya melyik alszinthez tartozik, a „pályakvantumszám” fogalmát használjuk. Kiszámításához ki kell vonni egyet a fő kvantumszámból. Ekkor az összes természetes szám nullától e mutatóig alkotja az orbitális kvantumszámot.
Ennek a mennyiségi jellemzőnek a legfontosabb funkciója, hogy nem csak egy elektront korrelál egyik vagy másik részszinttel, hanem egy adott elemi részecske mozgáspályáját is jellemzi. Innen egyébként az iskolai kémia tantárgyból is ismert pályák betűjelölése: s, d, p, g, f.
Az elektron helyzetének másik fontos jellemzője a mágneses kvantumszám. Fő fizikai jelentése a szögimpulzus vetületének jellemzése a mágneses tér irányával egybeeső irányhoz képest. Más szóval aztszükséges az azonos kvantumszámú pályákat elfoglaló elektronok megkülönböztetéséhez.
A mágneses kvantumszám 2l+1-en belül változhat, ahol l a pályakvantumszám kvantitatív jellemzője. Ezenkívül megkülönböztetünk egy mágneses spin számot is, amely szükséges egy elemi részecske kvantumtulajdonságának jellemzéséhez tiszta formájában. A spin nem más, mint egy impulzusnyomaték, amely egy elektron saját képzeletbeli tengelye körüli forgásához hasonlítható.
