V kterémkoli daném okamžiku může být elektron nalezen v jakékoli vzdálenosti od jádra a v jakémkoli směru podle Heisenbergův princip nejistoty. s orbitální je sféricky tvarovaná oblast popisující, kde lze nalézt elektron, s určitým stupněm pravděpodobnosti. Tvar orbitalu závisí na kvantová čísla spojené s energetickým stavem. Všechny orbitaly mají l = m = 0, ale hodnota n se může lišit.
Zatímco orbitální čísla (např. N = 1, 2, 3) označují energetickou hladinu elektronu, písmena (s, p, d, f) popisují orbitální tvar. Orbitál je koule kolem atomového jádra. V kouli jsou skořápky, ve kterých je elektron pravděpodobněji nalezen v daném okamžiku. Nejmenší koule je 1 s. Orbitál 2s je větší než 1s; orbitál 3s je větší než 2s.
Orbitál má tvar činky a je orientován v určitém směru. Na kterékoli úrovni energie existují tři ekvivalentní orbitaly, které ukazují na sebe v pravém úhlu (px, py, pz). Stejně jako u orbitálu, p orbitál popisuje oblast ve vesmíru kolem jádra, ve které může být elektron nalezen s nejvyšší pravděpodobností.