Afin de « remonter » un ou des niveaux d’énergie, un électron doit recevoir cette dernière sous forme de photon, une particule de lumière dont l’énergie dépend de la fréquence (ou longueur d’onde) – voir formules. Une longueur d’onde courte correspond à une plus grande quantité d’énergie qu’une longueur d’onde plus longue.
Un électron peut absorber l’énergie d’un photon et, en « retombant » vers le noyau émettre cette même énergie sous forme de la somme des énergies réémise : d’autre photons de longueur d’onde différentes. Les couleurs réémises sont « l’empreinte dans la lumière » des éléments : leur spectre électromagnétique.
Les électrons sont ainsi des photoémetteurs – des émetteurs de photons – et la somme de leur couleurs donnent la couleur d’un gaz excité.