El principio establece que las líneas espectrales de cualquier elemento incluyen frecuencias que son la suma o la diferencia de las frecuencias de otras dos líneas.
[3] El principio de combinación se explica mediante la teoría cuántica.
Según la teoría cuántica del átomo de hidrógeno propuesta por Niels Bohr en 1913, un átomo sólo puede tener ciertos niveles de energía.
La absorción o emisión de una partícula de luz o fotón corresponde a una transición entre dos niveles de energía posibles, y la energía del fotón es igual a la diferencia entre sus dos energías.
Al dividir por hc, el número de onda del fotón es igual a la diferencia entre dos términos, cada uno igual a una energía dividida por hc o una energía en unidades de número de onda (cm–1).
Los niveles de energía de los átomos y moléculas se describen hoy en día por mediante números cuánticos.
[5] Las líneas espectrales del hidrógeno habían sido analizadas y se encontró que tenían una relación matemática en la serie de Balmer.
Esta solo podía aplicarse a los átomos similares al hidrógeno.
En 1908 Ritz dedujo una relación que podía aplicarse a todos los átomos.