Kvanttal
Orbitalens huvudsakliga egenskaper bestäms av huvudkvanttalet n, bikvanttalet l och magnetiska kvanttalet m_l. Elektronen har dessutom spinnkvanttalet m_s. Dessa kvanttal begränsar vilka tillstånd som är möjliga.
s-, p-, d- och f-orbitaler
l=0 ger s-orbitaler, l=1 p, l=2 d och l=3 f. Varje underskal har 2l+1 orbitaler. Därför finns en s-orbital, tre p-orbitaler, fem d-orbitaler och sju f-orbitaler.
Noder
Orbitaler innehåller områden där vågfunktionen är noll. Antalet radial- och vinkelnoder ökar med kvanttalen. Noderna är en direkt konsekvens av vågfunktionen och påverkar orbitalens energi och penetration.
Penetration
s-orbitaler kan ha elektrontäthet mycket nära kärnan, medan p-, d- och f-orbitaler har annan radial struktur. Större penetration innebär ofta att elektronen känner en större effektiv kärnladdning.
Kvanttal
I väte bestäms energin huvudsakligen av n, men i flerelektronatomer bryts degenereringen eftersom skärmning och elektron–elektron-växelverkan gör att l också spelar roll.
l=0 ger s-orbitaler, l=1 p, l=2 d och l=3 f. Varje underskal har 2l+1 orbitaler. Därför finns en s-orbital, tre p-orbitaler, fem d-orbitaler och sju f-orbitaler.