Elektrony czasami absorbują energię i przechodzą do stanu wzbudzonego przez krótki czas. Kiedy tracą nadmiar energii, energia jest uwalniana jako foton. Foton może czasami być widziany jako światło widzialne w widmie emisyjnym.
Fale elektromagnetyczne, w tym światło, mają podwójną naturę, ponieważ wykazują właściwości fal i cząstek. "Cząstka" światła nazywana jest fotonem. Nie ma masy, ale podróżuje z prędkością światła i zachowuje się jak cząsteczka. Elektrony w stanie wzbudzonym przeskakują na wyższe orbity energetyczne przez bardzo krótki czas. Kiedy wzbudzone elektrony tracą energię, by powrócić do stanu podstawowego, generalnie uwalniają energię jako fotony. Długość fali emitowanego fotonu zależy od energii, która jest tracona, a czasami długość fali fotonu spada w części widma światła widzialnego. W tych przypadkach foton może być postrzegany jako pasmo światła w widmie emisyjnym. Widmo emisyjne każdego elementu jest unikalne i może być użyte do określenia tożsamości elementów obecnych w danym materiale. Kolor emitowanego światła wskazuje, ile energii zostało utracone. Czerwony ma najwyższą długość fali, ale odpowiada mniejszej ilości uwalnianej energii. Violet ma najniższą długość fali, ale sugeruje uwolnienie większej ilości energii.
