تتباين مستويات الطاقة الإلكترونية في الكيمياء الضوئية وتختلف بين العناصر والجزيئات والأيونات. وفيما يلي بعض المستويات الإلكترونية الرئيسية المستخدمة في الكيمياء الضوئية:
1- المستوى الأساسي: هو المستوى الأدنى للطاقة الإلكترونية في الذرة أو الجزيء.
2- المستوى المثار: وهو المستوى الذي يعبر إلىه الإلكترون عندما يتفاعل مع الطاقة الضوئية، مثل الضوء.
3- المستوى المنبعث: ويعبر إليه الإلكترون عندما ينفصل عن جزئه أو ذرته، ويتم إصدار الطاقة الكامنة في الإلكترون على شكل ضوء أو طاقة حرارية.
وهذه المستويات تؤثر في خواص المواد والتفاعلات الكيميائية وتؤثر بالتالي على الإنتاج الضوئي للمادة المتفاعلة.