原理量子数nが3以上になると、角量子数は2になることがあります。 角量子数l=2のとき、d軌道とみなされる。 d軌道の場合、磁気量子数mlは-2～2であり、-2、-1、0、1、2の値を取りうる。 このため、dxy, dyz, dxz, dx2-y2, dz2という5つのd軌道が存在することになります。 磁気量子数は特定の軌道と相関があるわけではなく、px、py軌道と同様に、異なるml値の線形結合である。 d軌道の一般的な形状は「ひな菊」または「四つ葉のクローバー」と表現されるが、dz2軌道は上下にローブがあるドーナツのような形状をしている。 すべてのd軌道は2つの角の節を含んでいる。 dxy, dyz, dxz, dx2-y2の場合、それらは平面的な角度ノードで、軌道のローブを二等分する軸として簡単に見ることができます。 dz2 の場合は円錐形の角度ノードで、軌道の「ドーナツ」部分を上下のローブに分割している。 d軌道は遷移金属において重要であり、結合に使用されるのが一般的である。 結晶場理論、特に結晶場分割は、d軌道とその縮退を利用して、遷移金属錯体の分光学的特性を記述する。