主量子數是原子物理學中的一個重要概念，它與能層對應，是描述原子軌道的量子數之一。
主量子數用小寫字母「n」表示，並且只能取正整數值，例如，n=1、2、3等。當主量子數增加時，原子軌道變大，原子外層電子的能量值升高，這些能量值稱為能級。在光譜學中，常用大寫拉丁字母如K、L、M、N、O、P、Q來表示不同的電子層數，其中每個電子層對應一個特定的主量子數值。
主量子數是決定電子能量高低的主要因素。對於單電子原子（如氫原子），電子的能量完全由主量子數決定。然而，在多電子原子中，電子的能量不僅與主量子數有關，還受到原子軌道形狀（由角量子數決定）的影響。