De bollen die stikstof en zuurstof vertegenwoordigen, hebben verschillende kleuren omdat de twee elementen verschillende atomaire structuren hebben. Stikstof heeft zeven elektronen, waarvan er zes in de buitenste schil zitten, terwijl zuurstof acht elektronen heeft, waarvan er zeven in de buitenste schil zitten. Dit verschil in elektronenconfiguratie geeft de twee elementen verschillende chemische eigenschappen, inclusief verschillende kleuren.

Over het algemeen wordt de kleur van een object bepaald door de manier waarop het met licht interageert. Wanneer licht een voorwerp raakt, wordt een deel van het licht geabsorbeerd en een deel gereflecteerd. De kleur van het object wordt bepaald door de golflengten van het licht dat wordt gereflecteerd.

In het geval van stikstof en zuurstof zorgt het verschil in elektronenconfiguratie ervoor dat de twee elementen verschillende golflengten van licht absorberen en reflecteren. Stikstofgas is kleurloos, terwijl zuurstofgas lichtblauw is. Dit komt omdat stikstofgas licht absorbeert in de rode en violette gebieden van het spectrum, terwijl zuurstofgas licht absorbeert in de rode en gele gebieden van het spectrum.

De verschillende kleuren stikstof en zuurstof worden ook weerspiegeld in hun fysieke eigenschappen. Stikstofgas is een kleurloos, geurloos en smaakloos gas dat lichter is dan lucht. Zuurstofgas is een kleurloos, geurloos en smaakloos gas dat iets zwaarder is dan lucht.