Elektronų konfigūracija paprastai reiškia elektronų išsidėstymą aplink atomo branduolį jo pagrindinėje būsenoje – būsenoje, kai visi atomo elektronai egzistuoja žemiausiu įmanomu energijos lygiu. Įvairūs energijos lygiai, kuriuos užima elektronai, dažnai vadinami apvalkalais, supančiais atomo branduolį. Kiekvienas apvalkalas žymimas sveiku skaičiumi, prasidedančiu 1. Kuo didesnis apvalkalo skaičius, tuo didesnis jo atstumas nuo atomo branduolio. Kiekviename apvalkale esantys elektronai egzistuoja regionuose, vadinamuose orbitomis arba subapvalkais, kurie žymimi s, p, d ir f.
Kiekvieną elektronų apvalkalą gali užimti ne daugiau kaip 2n2 elektronų, kuriuose „n“ reiškia apvalkalo skaičių. Taigi pirmame apvalkale, kuris yra arčiausiai branduolio, bus tik du elektronai, antrame – aštuoni, trečiame – 18 ir t.t. Apvalkalo viduje kiekvieną orbitą gali užimti ne daugiau kaip du elektronai.
Kiekviename apvalkale yra tos pačios rūšies orbitos, esančios ankstesniame apvalkale, ir naujo tipo orbitalės. Pirmajame apvalkale yra tik s orbitalė, bet antrame apvalkale yra s orbitalė ir trys p orbitalės; kiekvienoje iš šių p orbitalių gali būti du elektronai, taigi kombinuotose p orbitalėse apvalkale gali tilpti iki šešių elektronų. Trečiasis apvalkalas turi s orbitalę, tris p orbitales ir penkias d orbitales. Septynios f orbitalės pirmiausia atsiranda ketvirtajame apvalkale, kuriame taip pat yra s orbitalė, trys p orbitalės ir penkios d orbitalės. Orbitalės už f orbitalių egzistuoja, tačiau apie jas kalbama retai.
Elektronų konfigūracijos diagrama rodo, kokia tvarka užpildomos apvalkaluose esančios orbitos. Pavyzdžiui, natrio elemento elektronų konfigūracija yra 1s2 2s2 2p6 3s1, tai reiškia, kad natrio 11 elektronų yra pirmame, antrame ir trečiame elektronų apvalkaluose. Pirmojo ir antrojo apvalkalo s orbitalėse yra po du elektronus, o antrojo p orbitoje yra šeši elektronai. Trečiojo apvalkalo s orbitoje yra tik vienas elektronas; jo trys p orbitalės ir penkios d orbitalės yra neužimtos.
Rašant elektronų konfigūracijos žymėjimą, viršutinis raidės indeksas, nurodantis orbitos tipą, niekada negali būti didesnis nei didžiausias elektronų skaičius, galintis užimti tokio tipo orbitą. Viršutiniai s, p, d ir f indeksai niekada nebus didesni nei atitinkamai 2, 6, 10 ir 14.
Žemesnės energijos apvalkalai ir orbitos užpildomi anksčiau nei tie, kurių energijos lygis yra aukštesnis. Tačiau tai nereiškia, kad vienas apvalkalas bus visiškai užpildytas, kol elektronai pradės užimti kitą apvalkalą. Konfigūracijos diagrama rodo, kad 4s orbita bus užimta prieš 3d orbitales. Taip atsitinka todėl, kad didėjant elektronų skaičiui, elektronai sąveikauja vienas su kitu ir sukuria sąlygas, kai aukštesnė orbita yra mažiausia energijos būsena kitam elektronui.
Elektronų konfigūracijos supratimas yra ypač svarbus chemijos studijoms. Taip yra todėl, kad cheminės reakcijos paprastai vyksta valentinguose arba išorinio apvalkalo elektronuose. Valentinio apvalkalo elektronų konfigūracija suteikia svarbios informacijos apie tai, kaip kiekvienas elementas reaguoja su kitais.