الإلكترون هو نوع من الجسيمات الأولية ذات كتلة معينة وشحنة سالبة. يمكنه أداء نوعين من الحركة؛ أحدهما هو التحرك في المدار حول النواة، والآخر هو الدوران على محور يمر بمركزها. وبما أن حركة الإلكترونات تنتج لحظات، فإن التيارات والعزوم المغناطيسية تنتج أثناء الحركة. في المجال المغناطيسي الثابت المطبق H، يعمل العزم المغناطيسي للإلكترون كقضيب مغناطيسي صغير أو إبرة. نظرًا لأن العدد الكمي المغزلي للإلكترون هو 1/2، فإن للإلكترون اتجاهين فقط في المجال المغناطيسي الخارجي: أحدهما موازي لـ H، الموافق لمستوى الطاقة المنخفض، والطاقة هي -1/2gβH؛ أحدهما يتعارض مع H، وهو ما يتوافق مع مستوى الطاقة العالي، والطاقة هي +1/2gβH، وفرق الطاقة بين المستويين هو gβH. إذا تمت إضافة الموجة الكهرومغناطيسية ذات التردد v في الاتجاه المتعامد مع H لتتوافق مع شرط hv=gβH، فإن الإلكترونات ذات مستوى الطاقة المنخفضة تمتص طاقة الموجة الكهرومغناطيسية وتقفز إلى مستوى الطاقة الأعلى، وهو ما يسمى بالرنين المغنطيسي الإلكتروني .