Un electron este un fel de particulă elementară cu o anumită masă și o sarcină negativă. Poate efectua două tipuri de mișcare; una este să se deplaseze pe orbita din jurul nucleului, iar cealaltă este să se învârtă pe o axă care trece prin centrul său. Deoarece mișcarea electronilor produce momente, curenții și momentele magnetice sunt produse în timpul mișcării. În câmpul magnetic constant aplicat H, momentul magnetic al electronului acționează ca o mică tijă magnetică sau un 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 scăzut, 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, unda electromagnetică de frecvență v este adăugată pentru a îndeplini condiția hv = gβH, electronii cu nivel scăzut de energie absorb energia undei electromagnetice și sar la nivelul de energie superior, care se numește rezonanță paramagnetică electronică .