El cloro tiene tres envolturas orbitales electrónicas llenas o parcialmente llenas. Su configuración electrónica es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5, lo que significa que su primera y segunda envolturas orbitales electrónicas están llenas, y su tercer envolvente orbital electrónico parcialmente lleno.
El cloro tiene un número atómico de 17, lo que significa que transporta diecisiete electrones. Dado que la primera capa orbital electrónica tiene una capacidad máxima de dos electrones y la segunda capa orbital electrónica tiene una capacidad máxima de ocho electrones, se llenan las dos primeras capas orbitales electrónicas de un átomo de cloro. La capacidad de la tercera capa es dieciocho, pero la tercera capa en un átomo de cloro contiene solo siete electrones.