第一电离能顺序图是指原子的电离过程中，从最低能量状态开始，逐级往高能量状态过度的电离能。这个图以原子的电子层数为横轴，电离能示为纵轴，对左上方斜线所描述的最外层电子电离可视为原子除去末端电子而构成离子时所释放的电磁能。由于每一层电子电离所释放的电磁能都不相同，因此，不同原子在不同电离能级别上的能量也有所差别。第一电离能顺序图也可以被用来判断原子的穿透性、分子的凝聚性和物质的化学性质。例如，通过分析这个图，可以得出原子中最外层电子的电离能，从而推断其电离离子可以穿透原子壳容易，另外，分子的凝聚性从电离能的分布变化可以看出，当电离能减少时，分子之间的相互吸引力增大，凝聚力增强，使分子紧密聚集。最后，第一电离能顺序图也可以帮助推断物质的化学性质，因为分子和原子之间的电离能可以影响他们之间的化学反应程度。