原子核不同壳层上的电子具有不同的结合势能。习惯上规定了电子距离原子核无限远时，这种势能为零。因此原子核外壳层的电子势能为负值，其数值大小表明了使该电子脱离原子核束缚所需要的能量。而且越是内层的电子脱离原子核束缚所需能量越高，所以外层电子的能量高于内层电子的能量。