將分子軌道按能量由低到髙排列，可得到分子軌道能級圖。第二周期同核雙原子分子軌道能級圖（圖1)有兩種情況。圖1(a)適用于
和
分子。氧原子的2p 軌道與2S軌道的能級差
=
J，F原子的2P軌道與2s 軌道的能級差 =
J，它們的 2s 和 2p 原子軌道能量相差較大。它們的分子軌道排列中，
高于
。圖1(b)適合于N 和 N 以前的元素形成的雙原子分子， 2s 和 2P 原子軌道能級相差較小，如 N、C 和 B 原 子的2P和2S軌道的能量差分別為
J，
J 和
J , 當原子相互靠時，不僅發生s- s 重疊， P-P 重疊，而且會發生s-p 軌道間的作用，導致能級順序的改變，使 能級低于 。
雙原子分子圖冊
雙原子分子圖冊
分子軌道的能量，主要是從電子吸收光譜、光電子能譜（PES）或相關計算來確定的。
在分子軌道理論中，分子中全部電子屬于分子所有，電子進人成鍵分子軌道使系統能量降低，對成鍵有貢獻，電子進人反鍵分子軌道使系統能量升高，對成鍵起削弱或抵消作用。總之，成鍵軌道中電子多、分子穩定，反鍵軌道中電子多，分子不穩定。分子的穩定性通過鍵級來描述，鍵級愈大，分子愈穩定。分子軌道理論把分子中成鍵電子和反鍵電子數的一半定義為鍵級。鍵級= 
（成鍵軌道中的電子數一反鍵軌道中的電子數）。