Електронът е вид елементарна частица с определена маса и отрицателен заряд. Може да извършва два вида движение; едното е да се движи по орбитата около ядрото, а другото е да се върти по ос, минаваща през неговия център. Тъй като движението на електроните създава моменти, токове и магнитни моменти се произвеждат по време на движение. В приложеното постоянно магнитно поле H, магнитният момент на електрона действа като малка магнитна пръчка или игла. Тъй като квантовото число на спина на електрона е 1/2, електронът има само две ориентации във външното магнитно поле: едната е успоредна на H, съответстваща на ниско енергийно ниво, енергията е -1/2gβH; единият е антипаралелен на H, съответстващ на високото енергийно ниво, енергията е +1/2gβH, а енергийната разлика между двете нива е gβH. Ако в посока, перпендикулярна на H, се добави електромагнитна вълна с честота v, за да се изпълни условието hv=gβH, електроните с ниско енергийно ниво абсорбират енергията на електромагнитната вълна и скачат на по-високото енергийно ниво, което се нарича електронен парамагнитен резонанс .