Nivelul de energie este măsurarea energiei discrete pe care o particulă subatomică, cum ar fi un electron, poate absorbi. Când lumina sau altă energie lovește un atom, poate transfera o parte din acea energie particulelor sale , ridicându-și nivelul de energie.
În condiții normale, toți atomii unui atom există în starea de bază, ocupând cele mai mici orbite disponibile. Atunci când energia atrăge un atom, există o șansă ca o parte din acea energie să se transfere la electroni, transferându-le efectiv în orbitale de energie mai înaltă. Aceasta este o stare instabilă, deci atomii de obicei renunță la această energie suplimentară prin vibrații sau emite energii înșiși.
O lumină fluorescentă se bazează pe acest principiu. Electronii excitați lovesc atomii din interiorul tubului de gaz, transferând energia. Atomii expulzează această energie ca fotoni, care lovesc stratul fosforescent al tubului și produc lumină vizibilă.