V klasičnem pogledu je energija elektrona, ki kroži atomsko jedro, večja za orbite dalje od jedra atoma. Vendar pa kvantni mehanski učinki prisilijo elektrone, da sprejmejo diskretne položaje v orbitalih. Tako najdemo elektrone v določenih atomih energije, od katerih sta dva prikazana spodaj:
Ko elektron absorbira energijo bodisi iz svetlobe (fotonov) bodisi s toploto (fononi), prejme ta incidentni kvant energije. Toda prehodi so dovoljeni le med dvema nivojema energije, kot sta zgoraj prikazana. To vodi k emisijskim linijam in absorpcijskim linijam.
Ko je elektron vzburjen iz nižje v višjo raven energije, to ne bo ostalo tako za vedno. Elektron v vzbujenem stanju se lahko razgrajuje v nižje stanje energije, ki ni zasedeno, glede na določeno časovno konstanto, ki označuje ta prehod. Ko se tak elektron zniža brez zunanjega vpliva, ki oddaja foton, to imenujemo "spontana emisija". Faza, povezana z oddajanim fotonom, je naključna. Material s številnimi atomi v takem vznemirjenem stanju lahko tako povzroči sevanje, ki je zelo spektralno omejeno (osredotočeno na eno valovno dolžino svetlobe), vendar pa posamezni fotoni ne bi imeli skupne fazne zveze in bi izhajali v naključnih smernicah. To je mehanizem fluorescence in toplotne emisije.
Zunanje elektromagnetno polje na frekvenci, povezani s prehodom, lahko vpliva na kvantno mehansko stanje atoma. Ker elektron v atomu naredi prehod med dvema stacionarnima stanjima (od katerih nobena ne kaže dipolnega polja), vstopi v prehodno stanje, ki ima dipolno polje in deluje kot majhen električni dipol, ta dipol pa oscilira pri značilna frekvenca. V odgovor na zunanje električno polje pri tej frekvenci se znatno poveča verjetnost, da se bo atom vstopil v to prehodno stanje. Tako se stopnja prehodov med dvema stacionarnima stanjima okrepi nad tisto, ki je posledica spontanih emisij. Tak prehod v višje stanje se imenuje absorpcija in uniči foton (fotonova energija gre v napajanje povečane energije višje države). Vendar pa prehod iz višje v nižje energijsko stanje ustvari dodaten foton; to je proces stimulirane emisije.
