原子核所處的各種能量狀態。原子核可有各種各樣的量子態,不同的量子態有不同的能量。原子核子物理學中,通常把原子核的各種量子態按能量高低次序畫成圖表,構成核能級綱圖,每一條能量線稱作核能級。原子核的能級特性反映核子間的相互作用和核子體系的運動規律。原子核都具有某種轉動不變性和空間對稱性,所以角動量I和宇稱π是核態的好量子數(即守恆量子數)。核子物理中都用角動量I和宇稱π標識核能級,通常寫成I π,如0+1等。偶偶原子核的基態能級都是0+態,奇A和奇奇核基態能級的角動量I和宇稱π比較復雜,由奇核子的軌道性質決定。具有相同角動量和宇稱但不同能量的能級可能有許多條,表示原子核具有別的對稱性或不同的激發機制,如原子核可有轉動態、振動態、準粒子激發態等。由於電磁相互作用,不同能級之間可發生電磁躍遷。每條能級都有一定的能級寬度Γ,能級寬度反映出這個能級量子態的壽命,寬度越大壽命越短。

  現在對原子核的集體轉動態瞭解得相對比較透徹,實驗能測量到很有規律的能級躍遷序列,稱為轉動帶,如形變偶偶核都有規則的0+2+4+…態序列,組成基態轉動帶。推轉殼模型能很好地描述集體轉動帶。由於不配對奇核子的影響,奇A和奇奇核的能級分佈相對比較復雜。高激發能區能級數量非常多,能級密度很高,分佈非常復雜,能級性質也很難搞清楚。有些情況下,能級分佈幾乎是連續的。這種情況下可用統計方法處理能級,如用費米氣體模型。通過測量分析原子核能級,可獲得很多原子核性質及其核子間相互作用的信息。