Mô hình hiện đại để mô tả sự chuyển động của electron trong nguyên tử được gọi là mô hình hạt nhân hóa, cụ thể là mô hình cơ học lượng tử. Theo mô hình này, electron không di chuyển theo quỹ đạo như mô hình hạt của Niels Bohr, mà được mô tả bằng các mô hình hàm sóng và mật độ xác suất.

Theo nguyên lý không định thức của Werner Heisenberg, không thể định xác định được vị trí và động lượng của electron đồng thời. Do đó, mô hình cơ học lượng tử mô tả electron như một hàm sóng xác suất, cho biết xác suất tìm thấy electron tại từng vị trí và động lượng cụ thể.

Mô hình hạt nhân hóa cũng xem xét các quỹ đạo không gian gọi là orbital, trong đó electron có khả năng tồn tại. Các orbitals này được phân loại theo các số lượng lượng tử và hình dạng khác nhau, như s, p, d, và f.

Mô hình cơ học lượng tử là một mô hình toán học phức tạp, nhưng nó đã cung cấp một cách mô tả hiệu quả cho sự chuyển động của electron trong nguyên tử và được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu về cấu trúc và tính chất của nguyên tử và phân tử.