Форма атомних орбіталей обумовлена квантово-механічними властивостями електронів в атомі. Орбіталі представляють собою області простору, де ймовірність знаходження електрону відносно велика. Ця форма визначається шляхом розв'язання рівняння Шрёдингера для атомного ядра в електрон-ядерному полі.

Основні квантово-механічні принципи, такі як принцип невизначеності Гейзенберга та принцип паулівського виключення, також впливають на форму орбіталей. Наприклад, через принцип паулівського виключення в кожному атомі електрони мають розміщуватися в орбіталях з різними квантовими числами, що визначає їхню форму і розміщення у просторі.

Отже, форма атомних орбіталей визначається складною взаємодією квантово-механічних принципів та властивостей атомних систем, і вона є результатом квантової теорії атома.