การโคจรของอะตอมเป็นพื้นที่รอบ ๆ นิวเคลียสของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนอยู่ ตำแหน่งที่แน่นอนสามารถประมาณได้โดยใช้กฎความน่าจะเป็น วงโคจรของอะตอมนั้นมีพื้นที่ทรงกลมล้อมรอบนิวเคลียสในสามมิติดังนั้นอิเล็กตรอนจะไม่โคจรรอบนิวเคลียสเหมือนดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ มีรูปร่างที่แตกต่างกันไปสู่วงโคจรเช่นกัน ประเภทหนึ่งที่สมมาตรล้อมรอบนิวเคลียสของอะตอมและอีกประเภทหนึ่งนั้นกระจายไปในทิศทางที่ต่างกันทั้งสองด้านของนิวเคลียส การโคจรของอะตอมแต่ละครั้งไม่ว่าจะอยู่ในประเภทใดนั้นจะอยู่ในระดับพลังงานที่แตกต่างกันออกไปซึ่งจะขยายออกไปไกลกว่านิวเคลียส
เมื่อระดับพลังงานล้อมรอบนิวเคลียสมันถูกเรียกว่า s orbital และเมื่อวงโคจรกระจายไปทั้งสองด้านมันจะถูกระบุว่าเป็น ap orbital ยังมีรูปทรงอื่น ๆ อีกมากมายสำหรับวงโคจรของอะตอมเช่นกันซึ่งช่วยอธิบายธรรมชาติของอิเล็กตรอนว่าเป็นคลื่นที่อยู่รอบนิวเคลียส อะตอมที่มีอิเล็กตรอนเดี่ยวนั้นมีโครงสร้างเหมือนดาวเคราะห์ที่มีชั้นบรรยากาศและอะตอมที่มีอิเล็กตรอนหลายตัวนั้นดูเหมือนจะมีเมฆอิเล็กตรอนล้อมรอบพวกเขา อิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสจะมีพลังงานลดลงในขณะที่ orbitals จะมีความซับซ้อนมากขึ้นเมื่อระดับพลังงานสูงขึ้นจากนิวเคลียส
หมายเลขควอนตัมใช้เพื่อกำหนดสถานะพลังงานของอิเล็กตรอนและอิเล็กตรอนจะเปลี่ยนระดับพลังงานโดยการเปล่งหรือดูดซับพลังงาน ในช่วงเวลาใดก็ตามสถานะของอะตอมถูกกำหนดโดยการวิเคราะห์การจัดเรียงอิเล็กตรอนซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อมันมีปฏิสัมพันธ์กับอะตอมและโมเลกุลอื่น ๆ ในสภาพแวดล้อม มีวงโคจรสามระดับในทุกระดับยกเว้นชั้นแรกรอบนิวเคลียสและระดับพลังงานที่สูงขึ้นยิ่งวงโคจรยาวขึ้น การโคจรของอะตอมแต่ละครั้งจะมีอิเล็กตรอนสองตัวซึ่งแตกต่างกันไปตามทิศทางของการหมุน
ในอะตอมที่เกี่ยวข้องอะตอมแต่ละวงจะมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างการก่อตัวของโมเลกุลและสารประกอบ ในการรวมกันเชิงเส้นของ orbitals อะตอมสองอะตอมขึ้นไปสามารถแบ่งปันอิเล็กตรอนระหว่าง orbitals ของแต่ละ ทฤษฎีวงโคจรของอะตอมไฮบริไดเซชันอธิบายรูปร่างของโมเลกุลเมื่อมันถูกผูกมัดเข้าด้วยกันโดยหนึ่งอะตอมมากกว่าหนึ่งสองสาม มันสามารถรวมการรวมกันของทั้ง s และ p orbitals และระบุจำนวนอิเล็กตรอนเช่นกัน การโคจรของอะตอมของอิเล็กตรอนแต่ละตัวในอะตอมนั้นถูกศึกษาโดยผู้เชี่ยวชาญในกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อทำความเข้าใจความซับซ้อนของอะตอมและวิธีการที่พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กัน
