Енергетичні рівні нумерують, починаючи з найближчого до ядра. Встановлено, що максимальна кількість електронів на енергетичному рівні дорівнює 2n², де n – його номер. Значить, на першому рівні може бути не більше 2 електронів, на другому – не більше 8, на третьому – не більше 18 і т.д.
Принцип найменшої енергії визначає порядок заповнення електронами атомних орбіталей: Електрони заповнюють енергетичні рівні у порядку збільшення їх енергії: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < 6s < 4f ≈ 5d < 6p < 7s < 5f ≈ 6d < 7p.
Електрони в атомі заселяють найближчі до ядра рівні та підрівні, тому що в цьому випадку їхня енергія менша, ніж якби вони заселяли більш віддалені рівні. На кожному рівні та підрівні може поміщатися лише певна кількість електронів.