Un système mécanique quantique ou une particule liée, confinée dans l'espace, ne peut prendre en compte que certaines valeurs discrètes de l'énergie.
En gros, un état d'énergie moléculaire, c'est-à-dire un état propre de l'hamiltonien moléculaire, est la somme d'un composant électronique, vibrationnel, rotationnel, nucléaire et translationnel, tel que :