波尔的氢原子轨道理论为电子跃迁提供了理论基础。理论认为氢原子电子在特定轨道上运行，每个轨道对应一个能级，且能级是分离的。当合适能量的光子作用于电子时，电子可以从低能级跃迁到高能级，反之亦然。后者被称为受激辐射，这是激光产生的基本原理。除了外界光子的激发，电子也可以自发地从高能级跃迁到低能级，或者相反，但这种过程处于静态平衡之中。普朗克提出光子能量是量子化的，跃迁时吸收或释放的光子能量可以用普朗克常数h（6.626196×10^-34J·s）表示。在氢原子中，光子能量与轨道数之间存在联系，通过李德博格常数，这一理论能够预测电子所处的轨道，进而预测氢原子的谱线，这一方法也适用于其他元素谱线的预测。