电子跃迁理论假设氢原子电子在某些特定的轨道上运行，每个轨道对应着一个能级，且能级是分离的，在外界光子的激发下，电子可以从低能级跃迁到高能级，其中入射光子的能量必须要大于或者等于两轨道能级绝对值之差，同时合适的光子入射下，原子电子也可以从高能级跃迁到低能级，同时放出一个光子，该光子能量与入射光子能量相同且相干，这是激光产生的基本原理，也叫做受激辐射。
电子跃迁分为自发跃迁和受激跃迁，在没有外界激励的情况下，电子处在平衡状态，有外界激励时，电子平衡被打破，如果电子吸收光子能量则会跳跃到离原子核更远的轨道上，但这样的电子不稳定，容易放出能量而返回原来的轨道，这部分放出的能量就表现为荧光。
向高级跃迁则需要吸收两个轨道的能量差的能量。如果向低级轨道跃迁就释放出相应的能量，一般是释放光子，由能量再计算光子的频率。
