最高佔據軌域與最低空軌域（HOMO 與 LUMO）
/ HOH-moh and LOO-moh /
當你自下而上填滿一張分子軌域圖，有兩條能階因其位置而格外突出。仍有電子的最高一條是 HOMO——最高佔據分子軌域。緊挨其上、仍然空著的最低一條是 LUMO——最低空分子軌域。它們就是「仍有人站著的最高一級臺階」和「其上的下一級空臺階」。分子在化學上所做的幾乎一切，都發生在這兩級臺階上。
為什麼是這兩條，而不是埋在下面的低能軌域？因為化學講的是給出和接受電子。HOMO 容納分子中束縛最鬆、最易供出的電子——所以它正是被缺電子物種進攻之處，也決定了分子作為電子給體或還原劑有多強。LUMO 是分子最廉價的空位——所以進來的電子往那裡去，這決定了它作為受體或氧化劑有多強。HOMO 與 LUMO 之間的能隙是一種化學上的「剛度」：能隙寬意味著穩定、遲鈍、往往無色的分子；能隙窄則意味著柔軟、活潑、能吸收可見光的分子。
這兩條前線軌域承擔了驚人的解釋工作。HOMO-LUMO 能隙決定了染料的顏色和分子所吸收的光子；能隙小正是長共軛體系有顏色的原因。在反應中，一個好的反應往往是一個分子的 HOMO 在能量與對稱性上與另一個分子的 LUMO 重疊良好——給體填滿的軌域把電子倒進受體的空軌域。在無機化學中，這種前線軌域觀點支撐著路易斯鹼如何與金屬成鍵（鹼的 HOMO 進入金屬的 LUMO），以及電荷轉移與電子轉移反應的整套圖景。
一氧化碳與金屬成鍵，是用它的 HOMO——一個以碳為主的孤對——供入金屬的空軌域，同時金屬把電子密度推回 CO 的 LUMO，即一條空的 pi-star 軌域。這種雙向的 HOMO-LUMO 往來，正是金屬羰基中的成鍵。
HOMO 供出，LUMO 接受；兩者間的能隙決定顏色與反應活性。
HOMO 與 LUMO 是強大但近似的指南——它們抓住了反應傾向於從何處開始，但真實的反應活性還取決於緊鄰其下、其上的軌域以及反應完整的能量地形。