Cuando un electrón absorbe energía, sube de un nivel de energía más bajo a un nivel de energía más alto, llamado "estado excitado" de la partícula subatómica cargada negativamente. Sin embargo, la energía absorbida se libera en un pequeño intervalo de tiempo y el electrón se mueve hacia abajo a su "estado fundamental".
Los electrones de un átomo pueden absorber partículas de luz llamadas "fotones" de fuentes externas de energía lumínica, como lámparas, bombillas y láseres. Los fotones cuyas energías cuánticas igualan la brecha entre el estado base y excitado son los únicos que serán absorbidos por el electrón. Cuando el electrón emite el fotón y vuelve a su estado fundamental, se irradia una longitud de onda específica de la luz.