Al igual que otras partículas elementales, el electrón está sujeto a las leyes de la mecánica cuántica, y exhibe tanto naturaleza de partículas como de onda.

Formalmente, el estado cuántico de un electrón en particular se define por su función de onda, una función de espacio y tiempo de valor complejo.

Según la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica, la posición de un electrón en particular no está bien definida hasta que un acto de medición hace que se detecte.

La probabilidad de que el acto de medición detecte el electrón en un punto particular en el espacio es proporcional al cuadrado del valor absoluto de la función de onda en ese punto.

Los electrones pueden moverse de un nivel de energía a otro mediante la emisión o absorción de un cuanto de energía, en forma de un fotón.

Debido al principio de exclusión de Pauli, no pueden existir más de dos electrones en un orbital atómico dado; por lo tanto, un electrón solo puede saltar a otro orbital si hay una vacante allí.

El conocimiento de la configuración electrónica de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.

El concepto también es útil para describir los enlaces químicos que mantienen unidos a los átomos.

En materiales a granel, esta misma idea ayuda a explicar las propiedades peculiares de los láseres y los semiconductores.