Balmer zauważył, że pojedyncza liczba miała związek z każdą z linii w widmie wodoru, który był w regionie światła widzialnego. Ta liczba miała wartość 364,50682 nm. Gdy dowolna liczba całkowita większa od 2 została podniesiona do kwadratu, a następnie podzielona przez swój kwadrat pomniejszony o 4, wówczas ta liczba pomnożona przez 364,50682 (patrz równanie poniżej) dała w wyniku wartość długości fali innej linii w widmie wodoru. Dzięki tej formule, Balmer był w stanie wykazać, że niektóre pomiary linii wykonanych metodą spektroskopii w jego czasach były nieco niedokładne. Jego formuła natomiast przewidziała istnienie linii, które co prawda później zostały wykryte, ale nie zostały jeszcze zaobserwowane. Jego liczba okazała się być również graniczną wartością serii.
Równanie Balmera może być wykorzystane w celu odszukania długości fali linii absorbujących oraz emisyjnych. Jego pierwotna postać wyglądała następująco (z wyjątkiem oznaczenia stałej Balmera literą które zostało wprowadzone później):
gdzie: – długość fali, – stała o wartości 3,6450682×10−7 m (lub też 364,50682 nm), – równe 2, – liczba całkowita taką, że