Konfigurasi elektron biasanya mengacu pada susunan elektron di sekitar inti atom dalam keadaan dasarnya, keadaan di mana semua elektron atom berada pada tingkat energi serendah mungkin. Tingkat energi yang berbeda ditempati oleh elektron sering disebut sebagai kulit yang mengelilingi inti atom. Setiap kulit ditandai dengan bilangan bulat, dimulai dengan 1. Semakin tinggi jumlah kulit, semakin jauh jaraknya dari inti atom. Elektron di setiap kulit ada di daerah yang disebut orbital atau subkulit yang ditunjuk s, p, d, dan f.
Setiap kulit elektron dapat ditempati oleh tidak lebih dari 2n2 elektron, di mana “n” berarti nomor kulit. Kulit pertama, yang paling dekat dengan nukleus, dengan demikian hanya akan berisi dua elektron, yang kedua delapan, yang ketiga 18, dan seterusnya. Dalam kulit, setiap orbital dapat ditempati oleh tidak lebih dari dua elektron.
Setiap kulit mengandung jenis orbital yang sama yang ditemukan pada kulit sebelumnya dan juga jenis orbital baru. Kulit pertama hanya berisi orbital s, tetapi kulit kedua berisi orbital s dan tiga orbital p; masing-masing orbital p ini dapat menampung dua elektron, sehingga orbital p gabungan di dalam kulit dapat menampung hingga enam elektron. Kulit ketiga memiliki orbital s, tiga orbital p dan lima orbital d. Ketujuh orbital f pertama muncul di kulit keempat, yang juga memiliki orbital s, tiga orbital p, dan lima orbital d. Orbital di luar orbital f ada tetapi jarang dibahas.
Bagan konfigurasi elektron menunjukkan urutan pengisian orbital di dalam kulit. Misalnya, konfigurasi elektron untuk unsur natrium adalah 1s2 2s2 2p6 3s1, artinya 11 elektron natrium terdapat pada kulit elektron pertama, kedua, dan ketiga. Orbital s dari kulit pertama dan kedua masing-masing berisi dua elektron, dan orbital p dari kulit kedua memiliki enam elektron. Orbital s dari kulit ketiga hanya berisi satu elektron; tiga orbital p dan lima orbital d kosong.
Saat menulis notasi konfigurasi elektron, superskrip pada huruf yang menunjukkan jenis orbital tidak boleh lebih tinggi dari jumlah maksimum elektron yang dapat menempati jenis orbital tersebut. Superskrip untuk s, p, d dan f masing-masing tidak akan pernah lebih tinggi dari 2, 6, 10 dan 14.
Kulit dan orbital berenergi lebih rendah diisi terlebih dahulu sebelum orbital dengan tingkat energi lebih tinggi. Namun, ini tidak berarti bahwa satu kulit akan terisi penuh sebelum elektron mulai menempati kulit berikutnya. Bagan konfigurasi menunjukkan bahwa orbital 4s akan ditempati sebelum orbital 3d. Hal ini terjadi karena dengan bertambahnya jumlah elektron, elektron berinteraksi satu sama lain dan menciptakan kondisi di mana orbital yang lebih tinggi adalah keadaan energi terendah untuk ditempati elektron berikutnya.
Memahami konfigurasi elektron sangat penting untuk studi kimia. Hal ini karena reaksi kimia umumnya terjadi pada elektron valensi atau kulit terluar. Konfigurasi elektron dari kulit valensi memberikan informasi penting tentang bagaimana setiap elemen bereaksi dengan yang lain.