En elektron är en slags elementarpartikel med en viss massa och negativ laddning. Den kan utföra två typer av rörelser; den ena är att röra sig i omloppsbanan runt kärnan, och den andra är att snurra på en axel som går genom dess centrum. Eftersom elektronernas rörelse producerar moment, produceras strömmar och magnetiska moment under rörelse. I det pålagda konstanta magnetfältet H fungerar elektronens magnetiska moment som en liten magnetisk stav eller nål. Eftersom elektronens spin-kvanttal är 1/2, har elektronen endast två orienteringar i det externa magnetfältet: den ena är parallell med H, motsvarande lågenerginivå, energin är -1/2gβH; en är antiparallell med H, vilket motsvarar den höga energinivån, energin är +1/2gβH, och energiskillnaden mellan de två nivåerna är gβH. Om den elektromagnetiska vågen med frekvensen v adderas i riktningen vinkelrät mot H för att uppfylla villkoret hv=gβH, absorberar lågenerginivåelektronerna den elektromagnetiska vågenergin och hoppar till den högre energinivån, vilket kallas elektronisk paramagnetisk resonans .