Elektronu konfigurācija parasti attiecas uz elektronu izvietojumu ap atoma kodolu tā pamatstāvoklī, stāvoklī, kurā visi atoma elektroni pastāv zemākajā iespējamajā enerģijas līmenī. Dažādos enerģijas līmeņus, ko aizņem elektroni, bieži sauc par čaulām, kas ieskauj atoma kodolu. Katrs apvalks ir apzīmēts ar veselu skaitli, sākot ar 1. Jo lielāks ir apvalka skaitlis, jo lielāks ir tā attālums no atoma kodola. Katrā apvalkā esošie elektroni atrodas apgabalos, ko sauc par orbitālēm vai apakščaulām, kuras apzīmē ar s, p, d un f.
Katru elektronu apvalku var aizņemt ne vairāk kā 2n2 elektroni, kuros “n” apzīmē apvalka numuru. Pirmajā apvalkā, kas atrodas vistuvāk kodolam, tādējādi būs tikai divi elektroni, otrajā astoņi, trešajā 18 utt. Apvalkā katru orbitāli var aizņemt ne vairāk kā divi elektroni.
Katrā apvalkā ir tāda paša veida orbitāles, kas atrodamas iepriekšējā apvalkā, kā arī jauna veida orbitāles. Pirmajā apvalkā ir tikai s orbitāle, bet otrajā apvalkā ir s orbitāle un trīs p orbitāles; katrā no šīm p orbitālēm var būt divi elektroni, tāpēc apvienotās p orbitāles apvalkā var saturēt līdz sešiem elektroniem. Trešajā apvalkā ir s orbitāle, trīs p orbitāles un piecas d orbitāles. Septiņas f orbitāles vispirms parādās ceturtajā apvalkā, kurā ir arī s orbitāle, trīs p orbitāles un piecas d orbitāles. Orbitāles ārpus f orbitālēm pastāv, taču par tām tiek runāts reti.
Elektronu konfigurācijas diagramma parāda secību, kādā tiek aizpildītas orbitāles apvalkos. Piemēram, nātrija elementa elektronu konfigurācija ir 1s2 2s2 2p6 3s1, kas nozīmē, ka nātrija 11 elektroni atrodas pirmajā, otrajā un trešajā elektronu apvalkā. Pirmā un otrā apvalka s orbitālē katrā ir divi elektroni, bet otrās p orbitālē ir seši elektroni. Trešā apvalka s orbitāle satur tikai vienu elektronu; tās trīs p orbitāles un piecas d orbitāles ir neaizņemtas.
Rakstot elektronu konfigurācijas apzīmējumu, virsraksts uz burta, kas norāda orbitāles veidu, nekad nevar būt lielāks par maksimālo elektronu skaitu, kas var aizņemt šāda veida orbitāli. Virsraksti s, p, d un f nekad nebūs attiecīgi lielāki par 2, 6, 10 un 14.
Zemākas enerģijas apvalki un orbitāles tiek aizpildītas pirms tām, kurām ir augstāks enerģijas līmenis. Tomēr tas nenozīmē, ka viens apvalks būs pilnībā piepildīts, pirms elektroni sāks aizņemt nākamo apvalku. Konfigurācijas diagramma parāda, ka 4s orbitāle tiks aizņemta pirms 3D orbitālēm. Tas notiek tāpēc, ka, palielinoties elektronu skaitam, elektroni mijiedarbojas viens ar otru un rada apstākļus, kādos augstākā orbitāle ir zemākais enerģijas stāvoklis nākamajam elektronam.
Izpratne par elektronu konfigurāciju ir īpaši svarīga ķīmijas izpētē. Tas ir tāpēc, ka ķīmiskās reakcijas parasti notiek valences vai ārējā apvalka elektronos. Valences apvalka elektronu konfigurācija sniedz svarīgu informāciju par to, kā katrs elements reaģē ar citiem.