Idea powłok elektronowych została opracowana przez Nielsa Bohra w jego modelu atomowym z 1913 roku, który umieszcza elektrony na stabilnych orbitach wokół jądra. Model Bohra był modyfikacją modelu Rutherforda, który nie wymagało przemieszczania się elektronów na orbitach o ustalonym rozmiarze i energii.
W modelu Bohra energia każdej powłoki elektronowej jest powiązana z wielkością powłoki, z większymi skorupami zawierającymi więcej energii. Kiedy elektrony przemieszczają się z jednej powłoki do drugiej, absorbują lub emitują energię w postaci promieniowania.
Zewnętrzna skorupa elektronu atomu nazywana jest powłoką walencyjną. Elektrony w tej powłoce, znane jako elektrony walencyjne, są pierwszymi cząsteczkami zaangażowanymi w reakcje chemiczne. Elektrony walencyjne pomiędzy atomami oddziałują ze sobą tworząc wiązania chemiczne.