Fysiikassa järjestelmän sanotaan olevan virittyneessä tilassa, jos se on korkeammalla energiatasolla kuin sen perusenergiataso tai perustila. “Järjestelmä” voi olla atomi, molekyyli, ioni tai muu hiukkanen. Kun järjestelmä absorboi energiaa, se siirtyy viritettyyn tilaan ja kun se lähettää energiaa, se palaa perustilaan. Esimerkiksi atomin elektronit ovat olemassa perustilassaan, kunnes ne absorboivat energiaa, joka saa heidät hyppäämään korkeamman energian kiertoradalle. Kun tämä tapahtuu, elektronin sanottaisiin olevan viritystilassa.
Elektronit, negatiivisesti varautuneina hiukkasina, kiinnittyvät atomin ytimen positiivisesti varautuneisiin protoneihin sähkömagneettisen voiman avulla. Ne ympäröivät ydintä useilla atomiradalla, joista jokainen vastaa erillistä energiatasoa. Jokainen atomiytimen ympärillä oleva kierto, joka on käsitelty elektronikuoreksi, voi pitää vain tietyn määrän elektroneja. Alin energiataso täytetään yleensä ensin. Kun tietty kuori täytetään, korkeamman energian tila alkaa asettua.
On mahdollista, että elektroni hyppää korkeammalle energiatasolle ennen tämän tason täyttämistä, mutta tämä vaatii energiaa järjestelmän ulkopuolelta. Tämä energia voi tulla fotonin, valon perusyksikön ja muun sähkömagneettisen säteilyn muodossa. Kun fotoni iskee atomiin, energia työntää elektronin korkeammalle energiatasolle.
Elektroni tarvitsee enemmän energiaa hypätäkseen ensimmäisestä energiatasosta toiseen kuin toisesta kolmanteen. Tämä johtuu siitä, että ytimen sähkökentän vetovoima on voimakkain lähellä ydintä ja pienenee etäisyyden myötä. Elektronit aivan sähkökentän reunalla, kaukana ytimestä, voivat virittyä siihen pisteeseen asti, että ne irtoavat atomista kokonaan. Kun näin tapahtuu, atomi menettää negatiivisen varauksen yksikön ja ionisoituu – toisin sanoen se ei ole enää neutraalisti varautunut, vaan siitä tulee positiivisesti varautunut ioni.
Innostunut tila on usein lyhyt. Hypättyään korkeammalle energiatasolle elektroni lähettää yleensä fotonin tai fononin – valon tai lämmön yksikön – palatakseen perustilaansa. Tämä voi tapahtua luonnollisesti, spontaanin päästön kautta tai keinotekoisesti stimuloidun päästön kautta. Harvinaisissa tapauksissa viritetty tila säilyy atomissa pidempään ja muuttaa sen kemiallisia ominaisuuksia.
Monet valoa tuottavat laitteet on suunniteltu herättämään elektroneja tuottamaan fotoneja spontaanin tai stimuloidun säteilyn kautta. Esimerkiksi laserit toimivat stimuloidun säteilyn kautta. Loisteputket ja katodisädeputket käyttävät spontaania säteilyä valon tuottamiseen.