1、主量子数：
当主量子数增加时，原子轨道变大，原子的外层电子将处于更高的能量值（能量值只能取确定的、分离的值，这些能量值称为能级），因此受到原子核的束缚更小。这是波尔模型引入的唯一一个量子数。
主量子数n是用来描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近，或者说它是决定电子层组数的。因为电子排布遵循最低能量原理排布顺序为ns→(n-2)f→(n-1)d→np，故当主量子数等于3时能级排到1s2s2p3s3p4s3d。
2、角量子数：
角量子数l确定原子轨道的形状并在多电子原子中和主量子数一起决定电子的能级。电子绕核运动，不仅具有一定的能量，而且也有一定的角动量M， 它的大小同原子轨道的形状有密切关系。例如M=0时，即l=0时说明原子中电子运动情况同角度无关，即原子轨道的轨道是球形对称的；如l=1时,其原子轨道呈哑铃形分布；如l=2时，则呈花瓣形分布。
3、磁量子数：
磁量子数代表每个亚层的轨道（轨道方向）。同一亚层（l值相同）的几条轨道对原子核的取向不同。为了解释磁场对原子光谱的影响，量子理论必须进一步予以扩充。
按照经典理论，电子在磁场中的能量取决于和轨道运动及自旋运动：有关的磁矩的取向，因而正是磁场使得某一给定的能级扩展为与电子在磁场中的磁矩的平行和反平行相对应的两个能量值之间的很狭窄的能量范围。
4、自旋量子数：
自旋量子数用ms表示，是描述轨道电子特征的量子数。对于像光子、电子、各种夸克这样的基本粒子，理论和实验研究都已经发现它们所具有的自旋无法解释为它们所包含的更小单元围绕质心的自转（参见经典电子半径）。由于这些不可再分的基本粒子可以认为是真正的点粒子，因此自旋与质量、电量一样，是基本粒子的内禀性质。
自旋与统计：
粒子的自旋对于其在统计力学中的性质具有深刻的影响，具有半整数自旋的粒子遵循费米-狄拉克统计，称为费米子，它们必须占据反对称的量子态（参阅可区分粒子），这种性质要求费米子不能占据相同的量子态，这被称为泡利不相容原理。
另一方面，具有整数自旋的粒子遵循玻色-爱因斯坦统计，称为玻色子，这些粒子可以占据对称的量子态，因此可以占据相同的量子态。对此的证明称为自旋统计理论，依据的是量子力学以及狭义相对论。事实上，自旋与统计的联系是狭义相对论的一个重要结论。