Энергия электрона в основном определяется главным квантовым числом n и побочным l, поэтому сначала заполняются те подуровни, для которых сумма значений квантовых чисел n и l является меньшей. Например, запас энергии на подуровне 4s меньше, чем на 3d, так как в первом случае n+l=4+0=4, а во втором n+l=3+2=5; на 5s (n+l=5+0=5) меньше, чем на 4d (n+l=4+2=6); 5p (n+l=5+1=6)меньше, чем на 4f (n+l=4+3=7).
В случае, когда для двух подуровней суммы значений n и l равны, сначала идет заполнение подуровня с меньшим значением n. Так, например, на подуровнях 3d, 4s, 5s сумма значений n и l равна 5. В данном случае происходит сначала заполнение подуровней с меньшими значениями n, а именно: 
. Из этого правила встречаются некоторые исключения, когда энергии близких подуровней очень мало отличаются друг от друга. Например, подуровень 5d заполняется одним электроном 
раньше, чем 4f, а 
раньше, чем 5f.
В периодической системе последовательность заполнения электронами уровней и подуровней такова:
Следовательно, в некоторых случаях электрону энергетически выгоднее занять место в подуровне вышележащего уровня, хотя подуровень нижележащего уровня не заполнен.
