一些d电子层尚未充满的过渡元素在水溶液或者氨性溶液中呈现颜色，主要就是由d−d跃迁造成的。例如，[Cu（NH3）4]2+显蓝色，[Ni（H2O）4]2+显绿色，[Co（H2O）6]2+显红色就属于这种类型。
在水溶液中,水分子中未被共用的电子对偏向金属离子，从而在水分子负极与金属离子d电子层之间就存在着一种静电斥力，会使d电子轨道的能量升高。由于水合物中水偶极分子负极的方向性，使不同d电子云所受的影响并不一样,由于配位而使d电子层各个轨道的能量发生不同变化的现象，称为d轨道分裂。d轨道具体如何分裂，主要决定于络合物的立体结构。因为不同的立体结构，各个轨道所受静电斥力的大小程度并不相同。当受到一定波长照射即受到一定能量的电磁辐射作用时，d电子就会从能量低的d轨道向空着的能量高的d轨道跃迁。这就表现为对一定波长光的吸收。
原子结构中的d电子层具有五个轨道。dxy、dxz、dyz及22xyd−电子云的形状相同，都象在一个平面上排成十字形的四个橄榄，仅仅空间取向不同。dxy、dxz、dyz电子云分别在x-y、x-z和y-z平面上。它们的橄榄十字都与坐标轴成45o交角。22xyd−电子云虽然也在x-y平面上，但电子云的橄榄十字与坐标轴方向一致。电子云的形状如同一个中间带圆环的哑呤，方向沿z轴方向延伸。
电子可以在获得光能后在dε和dr轨道之间发生跃迁,这种跃迁称为d-d跃迁.实现这种跃迁所需要的能量为分裂能,吸收的光波波长正处于可见光范围内.当配离子吸收一定波长的可见光发生d-d跃迁后,配离子就会显示与吸收光互补的透过光的颜色.不同的配离子产生d-d跃迁时吸收光的波长不同（分裂能不同）,使配离子呈现不同的颜色,d0和d10由于d轨道电子全空和全满,不会产生d-d跃迁,故配合物无色.如[Zn(H2O)4]2+配离子无色.
分裂能从小到大：
I− < Br− < S2− < SCN− < Cl− < NO3− < N3− < F− < OH− < C2O42− ≈ H2O < NCS− < CH3CN < py (吡啶) < NH3 < en (乙二胺) < bipy (2,2*-联吡啶) < phen (1,10-邻菲啰啉) < NO2− < PPh3 < CN− ≈ CO
左边的配体称为弱场配体，右边的称为强场配体。