liczba kwantowa przybiera, podobnie jak dla cząsteczki dwuatomowej, wartości naturalne łącznie z zerem):
Rotatory liniowe (, ). Poziomy energetyczne, reguły wyboru i widmo są analogiczne jak w cząsteczkach dwuatomowych, czyli charakteryzują je dwie liczby kwantowe, a energia zależy od jednej z nich:
Ponieważ może przybierać wartości czyli dla każdego poziomu może być stanów z różną liczbą każdy poziom jest -krotnie zdegenerowany.
Rotatory sferyczne, do których należą cząsteczki o więcej niż jednej osi obrotowej z krotnością większą niż 2, czyli z grupy symetrii tetraedru, oktaedru lub ikosaedru (na przykład , , ). Tensor momentu bezwładności jest w nich izotropowy, W przybliżeniu rotatora sztywnego stany rotacyjne w nich charakteryzują trzy liczby kwantowe, Energia zależy tylko od jednej z nich:
i przybierają wartości z przedziału: i zatem degeneracja poziomu wynosi
Rotatory symetryczne, do których należą cząsteczki o jednej osi obrotowej z krotnością większą niż 2 (na przykład , , ).