O Diagrama de Pauling provém da teoria quântica da matéria, na qual a energia se apresenta de modo contínuo e em pacotes discretos, chamados quanta.

A Teoria Quântica foi necessária para explicar, entre outros fenômenos, os orbitais estacionários dos elétrons e nucleons atômicos e as transições sem emissão de radiações com energia definida.

Na visão da Teoria Quântica do átomo, os elétrons se distribuem ao redor do núcleo, em camadas, sendo que em cada camada só podem habitar elétrons com orbitais bem definidos pelos denominados números quânticos.

Segundo o Princípio de Exclusão de Pauli, dois elétrons só podem ocupar a mesma região no espaço, se estiverem em camadas distintas.

A Regra de Hund, ou Princípio da Máxima Multiplicidade, mostra que quanto maior o número de elétrons com spin paralelos num orbital incompleto, maior será a sua energia.