索末菲理論是一種對原子結構的重要貢獻，由物理學家沃爾特·索末菲（Walther Sommerfeld）提出，主要針對氫原子的電子運動軌道和能級結構。它在玻爾的氫原子理論基礎上進行了擴展，考慮了電子在核的庫侖場中運動的橢圓軌道，而不是玻爾理論中假設的圓形軌道。
索末菲理論中，電子在橢圓軌道上的運動被量子化，這意味著軌道的形狀、電子的能量以及角動量都是量子化的。這一理論成功地解釋了氫原子光譜的精細結構，以及重元素X射線譜的精細結構和正常塞曼效應。
此外，索末菲還引入了相對論效應，將愛因斯坦的相對論套用於高速運動的電子，進一步發展了玻爾-索末菲原子模型。儘管索末菲的理論在當時是一個重要的進步，但它仍然保留了經典物理學中的軌道概念，與後來發展的量子力學有所不同。