先從原子軌道說起。最早一批化學家把化學反應認識到原子，以為原子就是最小單位。但是自從湯姆遜發現電子以後，發現原子內部是有結構的。起初有很多模型解釋原子的微觀結構，其中比較合理的模型是波爾提出的氫原子模型，這一模型中提出了軌道和能級的概念，電子可以在不同能量的軌道上運動。軌道是用來描述電子運動狀態的。

但量子力學提出後，發現原子中電子的運動是不確定的，只能用某處出現的機率表示。透過解氫原子的薛定諤方程，可以得到電子的波函式，也是描述電子運動狀態的一種方法。波函式可以知道電子在某空間出現的機率。對比波爾模型，電子在球座標中出現的最大機率處就是波爾半徑。因此軌道一詞仍被沿用，但其實質上是表示電子的運動狀態，也就是在空間哪個區域出現的機率!

知道這個以後，原子軌道就是解薛定諤方程電子可能出現的解(就是一個函式方程的解是一個函式)。s,p,f軌道等等表示不同的解。軌道圖形就是電子出現的機率圖。氫原子只有一個電子，因此比較好解。電子越多解薛定諤方程就越難，因此發展了許多解法。

那麼雜化軌道，就是一個原子在形成化合物時電子的運動狀態。也就是說雜化軌道是用來解釋形成化合物時內部電子的規律是如何影響到一個分子的具體結構的。拋開較深的量子力學理論不說，從化學結構的角度也可以大致理解這一概念。就碳來說，s軌道電子受激發躍遷到p軌道，就是原狀態是s的電子性質發生了改變，那麼相應的，其他電子的性質也要改變，這就發生了雜化。雜化軌道的形狀是有利於成鍵的，比如當可以形成四個鍵時，空間的形狀就是一個四面體。

雜化依然是將電子看成屬於原先原子的一種辦法。首先是價電子在外部原子的激發下躍遷，重組，能量混合，形成有利於成鍵的軌道。然後雜化軌道形成共價鍵。雜化軌道理論綜合了價電子，原子軌道，化合物的結構，成鍵穩定性這些方面，對基礎的化學結構的形成有較好的解釋。

但是涉及到有共軛體系的有機物時，這種孤立的觀點就不適用了。繼而發展了分子軌道理論等等。