En el modelo de Bohr-Somerfiel la introducción de los cuatro números cuánticos se asocia a una imagen clásica del electrón considerado como una partícula de carga negativa que describe órbitas alrededor del núcleo y, a su vez, gira sobre sí mismo (espín).  Esta imagen clásica del electrón no tiene cabida en el modelo cuántico del átomo, donde los cuatro números cuánticos aparecen al resolver la ecuación de Schrödinger para el átomo (ver tabla de números cuánticos) y se les puede dar la siguiente interpretación:

Número cuántico principal, n

El número cuántico principal, n, determinaba en el modelo de Bohr el radio de la órbita. En el modelo mecano-cuántico no existen tales órbitas. En su lugar, es posible establecer las líneas que unen los puntos de las nubes electrónicas (orbitales) donde la probabilidad de encontrar al electrón es máxima. El número, n, aparece ligado a la energía de dichos orbitales y la órbita de Bohr se considera una simplificación del orbital de probabilidad.

Número cuántico secundario, l

En el modelo de Sommerfield, el número cuántico secundario, l, determinaba la cantidad de movimiento angular del electrón en su órbita. Aunque en el modelo mecano-cuántico el electrón es un objeto deslocalizado, se sigue moviendo para ocupar una región del espacio de energía permitida (orbital). Por tanto, también posee una cantidad de movimiento angular, al que está ligado el número l .

Aunque en el modelo mecano-cuántico no existe una órbita definida, el movimiento del electrón sigue siendo equivalente a una corriente eléctrica que produce un campo magnético y el número cuántico magnético, m, se relaciona con el efecto magnético de dicha corriente electrónica (por eso se produce el efecto Zeeman). Como dicho efecto magnético tiene su origen en la cantidad de movimiento angular del electrón, los valores de m dependen del valor de l.

En el modelo de Bohr-Somerfield el espín se asociaba a una imagen del electrón girando alrededor de un eje propio como lo hace una peonza. Esta imagen tiene graves defectos, como, por ejemplo, podría hacer pensar que el electrón dejaría de poseer espín si "cesara de girar sobre sí mismo". Para el modelo mecano-cuántico, el espín es una propiedad intrínseca de la materia que posee, no únicamente el electrón, sino también otras partículas, y que no depende en absoluto de un supuesto movimiento rotatorio del electrón. No obstante, toda propiedad magnética está relacionada con el movimiento de cargas, y el efecto magnético al que se asocia el espín no es una excepción. Por ello, tiene sentido plantear un movimiento en el interior del propio electrón, abundando en la idea de que, en el modelo cuántico, no se puede considerar al electrón como un objeto puntual, sino como una cierta distribución de materia, probablemente con algún tipo de estructura interna.

Esta última consideración enseña que interpretar aspectos del modelo mecano cuántico del átomo, induce a  asomarse al nivel, extremadamente complejo, de las partículas elementales. Se sugiere una nueva vía de investigación, que cuestionará si las partículas identificadas como componentes del átomo (entre ellas el electrón) tienen a su vez estructura interna.