Osnovno stanje atoma je energijsko najbolj ugodno stanje, v katerem je lahko atom. Povedano drugače − v osnovnem stanju so elektroni v energijsko najbolj ugodnih (najnižjih) orbitalah. Atomu pa lahko dovedemo energijo, npr. s segrevanjem. V tem primeru lahko elektron za kratek čas preide v energijsko manj ugodno (višjo) orbitalo, dobljeno stanje imenujemo vzbujeno stanje. Vzbujeno stanje ni stabilno, elektron je v energijsko višji orbitali le kratek čas, nato pa se vrne v orbitalo z nižjo energijo. Elektron pri vrnitvi z vzbujenega na osnovno stanje odda energijo v obliki svetlobe.
Oglejmo si animacijo, ki ponazarja energijske spremembe pri prehodih med osnovnim in vzbujenim stanjem v atomu vodika.
Če v plamen gorilnika vstavimo platinasto žičko, ki smo jo omočili z raztopino natrijeve spojine (npr. raztopino NaCl), se plamen obarva rumeno.
Značilno obarvanje plamena (natrij rumeno, kalij vijolično, stroncij rdeče, barij zeleno itn.) je posledica prehodov elektronov med različnimi energijskimi stanji.