Als het principe-kwantumgetal n gelijk is aan 3 of groter, kan het angulaire kwantumgetal gelijk zijn aan 2. Wanneer het angulaire kwantumgetal l=2, wordt het beschouwd als de d-orbitaal. Voor de d-orbitaal kan het magnetisch quantumgetal ml gelijk zijn aan -2 tot 2, met de mogelijke waarden -2, -1, 0, 1, of 2. Dit geeft aanleiding tot vijf d-orbitalen, dxy, dyz, dxz, dx2-y2, en dz2. De magnetische kwantumgetallen correleren niet met een specifieke orbitaal, maar de orbitalen zijn een lineaire combinatie van de verschillende ml-waarden, vergelijkbaar met die van de px- en py- orbitalen. De algemene vorm van de d-orbitalen kan worden beschreven als “margriet-achtig” of “klavertjevier” met uitzondering van de dz2 orbitaal die eruit ziet als een donut met een lob boven en onder. Alle d-orbitalen bevatten 2 hoekknopen. In het geval van dxy, dyz, dxz, en dx2-y2 zijn dat vlakke hoekknopen, gemakkelijk te zien als de assen die de lobben van de orbitalen doorsnijden. In dz2 zijn het kegelvormige hoekpunten die het “donut”-gedeelte van de orbitaal verdelen met de bovenste en onderste lobben. De d-banen zijn belangrijk in de overgangsmetalen omdat zij typisch worden gebruikt in de binding. De kristalveldtheorie, meer in het bijzonder de kristalveldsplitsing, gebruikt de d-banen en hun ontaarding om de spectroscopische eigenschappen van overgangsmetaalcomplexen te beschrijven.