Diagram orbital dalam keadaan tereksitasi adalah diagram orbital pada saat elektron menempati orbital yang tingkat energinya lebih tinggi. Contohnya, diagram orbital atom C dalam keadaan dasar adalah sebagai berikut:
Jika satu elektron pada orbital 2s dipindahkan ke orbital 2p maka akan terjadi keadaan tereksitasi karena tingkat energi 2p lebih kuat ketimbang 2s. Sehingga, diagram orbital atom C dalam keadaan tereksitasi adalah sebagai berikut:
Contoh lain, molekulĀ CH4 ketika dalam keadaan dan keadaan terkesitasi: