La couche de valence ou couche périphérique d'un atome est sa dernière couche électronique partiellement ou totalement remplie. Elle est caractérisée par le nombre quantique principal n le plus élevé. Ce sont les électrons de la couche de valence, appelés « électrons de valence », qui interviennent dans les liaisons chimiques.
La configuration électronique d'un élément est donnée habituellement de façon condensée en ne faisant apparaître de façon explicite que les électrons dans la couche de valence. Les électrons de cœur, qui appartiennent aux couches pleines de nombre quantique principal inférieur, sont régulièrement représentés par la configuration du gaz noble correspondant.