Ett underskal är ett område inuti en atoms elektronskal som innehåller en typ av elektronorbital. Varje atom består av en central kärna av en eller flera positiva protoner och noll eller flera laddningslösa neutroner, med elektroner som färdas runt den. En atoms elektroner är inte fria att färdas slumpmässigt, utan är till en viss grad bundna. Precis som böcker är organiserade efter formatet av kapitel, sidor och rader, är en atoms elektroner organiserade i skal, underskal, orbitaler. Om inte elektroner är energetiskt exciterade, förblir de i dessa orbitaler.
Tilldelningar till skal- och subskalbeteckningar är beroende av en bunden elektrons kvantmekaniska egenskaper. Det finns fyra sådana kvanttal: ”n”, ”l”, ”m” och ”s.” Dessa är det energirelaterade primära kvanttalet (n) — associerat med Bohr-modellen av atomen, vinkelmomentets kvanttal (l), vinkelmomentkomponentvektorn (m) och spinnkvantnumret (s). n-värdet definierar skalet och måste vara ett heltal som inte är mindre än ett. Om det primära kvanttalet n=1 är skalnumret 1, även kallat K-skalet; om n=2 är skalnumret 2, L-skalet; om n=3, M-skalet; n=4, N-skalet; n=5, O-skalet; och så vidare.
Att förbigå, tillfälligt, beskrivningen av nästa nivå av ordning – subskal – elektronorbitaler är beroende av värdet av och elektronens rörelsemängd. Värden för vinkelmomentkvanttalet, l, kan vara noll eller heltal större än noll; om l=0 är orbitalen en s-orbital; om l=1 är det en p-; om l=2, a d-; l=3, en f- och om orbitalen har ett värde l=4 är orbitalen en g-orbital. Det är l-värdet som bestämmer sannolikheten för att en elektron kommer att hittas inom ett visst område i rymden, det området har en bestämd form. En s-orbital är sfärisk, medan en p-orbital har två tillplattade sfärer med de plana ytorna vända mot varandra. D-orbitalens form kan ha fyra nära associerade klot, eller två klot ovanför och under en ring — högre värden på l leder till andra orbitala sannolikhetsformer.
Varje skal har ett eller flera underskal, som vart och ett kan innehålla orbitaler. Bokstäver som identifierar underskalen matchar orbitaltyperna de innehåller: ett d-underskal innehåller d-orbitaler, ett f-underskal, f-orbitaler. Antalet möjliga vinkelmomentkomponent eller m-värden, multiplicerat med antalet möjliga spinnkvant- eller s-värden, bestämmer det maximala antalet orbitaler som kan existera inom ett visst delskal. Värden för m kan vara vilket heltal som helst mellan -1 och +1, inklusive 0, medan s måste vara antingen +1/2 eller -1/2. Beräkning ger oss, i fallet med ett f-delskal (l=3), sju m-värden och två s-värden, vilket ger maximalt 7×2=14 möjliga orbitaler.
Att summera subskalorbitaler ger oss antalet möjliga orbitaler i varje typ av skal. I ett K-skal finns det bara ett s-underskal, som i sig innehåller maximalt två s-orbitaler. Två underskal, s- och p-, finns i L-skalet, och varje underskal innehåller upp till 2+6=8 orbitaler. De tre underskalen i ett M-skal, s-, p- och d-, kan hålla 2+6+10=18 orbitaler, medan ett N-skals s-, p-, d- och f-underskal rymmer upp till 2 +6+10+14=32 orbitaler. G-skal inkluderar s-, p-, d-, f- och g-underskal och kan innehålla så många som 2+6+10+14+18=50 orbitaler.