Τα ατομικά τροχιακά είναι τα σημεία που περιβάλλουν τον πυρήνα ενός ατόμου όπου τα ηλεκτρόνια είναι πιο πιθανό να βρίσκονται ανά πάσα στιγμή. Είναι μια μαθηματική συνάρτηση που περιγράφει την κυματοειδή συμπεριφορά είτε ενός ηλεκτρονίου είτε ενός ζεύγους ηλεκτρονίων σε ένα άτομο.
Η λέξη "τροχιακή" χρησιμοποιείται επειδή θεωρήθηκε ότι τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται παρόμοια με το ηλιακό σύστημα, όπου ο πυρήνας είναι σαν τον ήλιο και τα ηλεκτρόνια περιφέρονται σαν τους πλανήτες.
Ο αριθμός των ατομικών τροχιακών σε ένα στοιχείο καθορίζεται από την περίοδο στην οποία βρίσκεται το στοιχείο. Τα ηλεκτρόνια μετακινούνται μεταξύ των τροχιακών ανάλογα με το πόσο γρήγορα κινούνται και πόσα άλλα ηλεκτρόνια υπάρχουν.
Στην ατομική θεωρία και την κβαντομηχανική, ένα ατομικό τροχιακό είναι ένας κβαντικός αριθμός. Κάθε τέτοιο τροχιακό μπορεί να καταλαμβάνεται από ένα ή δύο ηλεκτρόνια. Ο τρόπος διάταξης των τροχιακών σχετίζεται με τις ηλεκτρονιακές διαμορφώσεις των ατόμων. Προέκυψαν από τις περιγραφές που παρείχαν οι πρώτοι φασματοσκοπικοί για ορισμένες φασματοσκοπικές γραμμές αλκαλίων μετάλλων ως αιχμηρές, κύριες, διάχυτες και θεμελιώδεις.
