The prinsip eksklusi Pauli dikembangkan oleh fisikawan Austria Ernst Pauli pada tahun 1925. Prinsip kuantum ini mengatakan bahwa dua partikel (khusus fermion) yang memiliki bilangan kuantum identik dengan yang mereka terdiri tidak bisa eksis.
Ini berarti bahwa dua elektron ( fermion ) yang terdapat dalam sebuah atom tidak dapat memiliki bilangan kuantum yang sama pada saat yang bersamaan . Fakta ini akan menjelaskan mengapa elektron tersebar di lapisan atau tingkat di sekitar inti atom dan oleh karena itu, atom yang memiliki lebih banyak elektron menempati lebih banyak ruang, karena jumlah kulit yang terdiri dari atom bertambah. Jumlah maksimum elektron yang dapat dimiliki kulit atau level adalah 2n^2.
Untuk mendeskripsikan elektron di dalam atom hidrogen sepenuhnya, kita perlu memasukkan bilangan kuantum keempat ke bilangan kuantum yang sudah diketahui. Bilangan kuantum keempat ini diwakili oleh huruf ms, dan dikenal sebagai bilangan kuantum spin, yang berkaitan erat dengan sifat magnetik elektron. Bilangan kuantum ms hanya dapat memiliki dua nilai yang berbeda, +1/2 atau -1/2. Elektron yang nilai msnya sama dikatakan memiliki apa yang disebut spin paralel, namun jika nilai ms yang diberikan berbeda maka dikatakan memiliki spin yang berlawanan atau disebut juga spin antiparalel.
Untuk menggambarkan orbital, diperlukan tiga bilangan kuantum (bilangan n, l dan ml), sedangkan elektron yang ditemukan dalam atom diberikan oleh kombinasi empat bilangan kuantum, tiga bilangan utama ditambah bilangan ms. The prinsip eksklusi Pauli memberitahu kita bahwa dalam atom tidak mungkin bagi dua elektron untuk hidup berdampingan dengan empat bilangan kuantum identik. Menurut prinsip ini, dalam orbital tipe atom, yang ditentukan oleh bilangan kuantum n, l, dan ml, hanya ada dua elektron: salah satunya dengan spin positif +1/2 dan yang lainnya dengan kebalikannya. berputar negatif -1/2.
Jadi kita katakan bahwa masing-masing jenis orbital hanya dapat memuat 2 elektron sebagai maksimum, yang harus memiliki spin yang berlawanan. Elektron-elektron ini akan memiliki semua bilangan kuantumnya sama, dan mereka hanya akan berbeda dalam bilangan kuantum ms (spin).
Untuk memahaminya dengan lebih baik, ketika kita mendistribusikan elektron berdasarkan lapisan, kita mewakili orbital dengan panah atas dan panah bawah, yang akan menunjukkan bahwa ada dua elektron dalam orbital tersebut, tetapi mereka memiliki spin yang berbeda. Jenis representasi ini dikenal sebagai konfigurasi elektron . Untuk membuat representasi pengisian orbital elektronik ini, orbital S, diisi dan kemudian dilanjutkan dengan orbital berikutnya. Kami memasukkan elektron satu per satu sampai kami benar-benar melengkapi ruang yang dimiliki orbital
Prinsip pengecualian Pauli juga menjelaskan stabilitas orbital atom, serta tekanan yang diberikan oleh materi yang mengalami degenerasi.