原子またはイオンの基底状態や励起状態の準位のエネルギーおよび電子の角運動量について表した図。横軸に合成軌道角運動量量子数や合成全角運動量量子数などをとり、縦軸をエネルギーとして各準位の位置が主量子数とともに表され、準位間の遷移が起こりうるところは線でつないで遷移エネルギーが記載されている。名称は20世紀前半のドイツの天体物理学者グロトリアンに由来する。最も単純な水素原子のグロトリアン図を示す。