Un electron este un fel de particulă elementară cu o anumită masă și sarcină negativă. Poate efectua două tipuri de mișcare; unul este să se deplaseze pe orbită în jurul nucleului, iar celălalt este să se rotească pe o axă care trece prin centrul său. Deoarece mișcarea electronilor produce momente, în timpul mișcării se produc curenți și momente magnetice. În câmpul magnetic constant aplicat H, momentul magnetic al electronului acționează ca o mică tijă magnetică sau ac. Deoarece numărul cuantic de spin al electronului este 1/2, electronul are doar două orientări în câmpul magnetic extern: una este paralelă cu H, corespunzătoare nivelului de energie scăzută, energia este -1/2gβH; unul este antiparalel cu H, corespunzător nivelului ridicat de energie, energia este +1/2gβH, iar diferența de energie dintre cele două niveluri este gβH. Dacă în direcția perpendiculară pe H, se adaugă unda electromagnetică cu frecvența v pentru a îndeplini condiția hv=gβH, electronii de nivel scăzut de energie absorb energia undelor electromagnetice și trec la nivelul de energie superior, care se numește rezonanță paramagnetică electronică. .