En elektron är ett slags elementär partikel med en viss massa och negativ laddning. Den kan utföra två sorters rörelser; en är att röra sig i omloppsbana runt kärnan, och den andra är att snurra på en axel som passerar genom dess centrum. Eftersom elektronernas rörelse producerar moment, produceras strömmar och magnetiska moment under rörelse. I det applicerade konstanta magnetfältet H fungerar elektronens magnetmoment som en liten magnetstav eller nål. Eftersom elektronens spinnkvantantal är 1/2 har elektronen endast två orienteringar i det yttre magnetfältet: en är parallell med H, motsvarande låg energinivå, energin är -1/2gβH; en är antiparallell mot H, motsvarande den höga energinivån, energin är +1/2gβH, och energiskillnaden mellan de två nivåerna är gβH. Om i riktningen vinkelrätt mot H läggs den elektromagnetiska vågen med frekvensen v till för att uppfylla villkoret för hv = gβH, absorberar lågenerginivåelektronerna den elektromagnetiska vågenergin och hoppar till den högre energinivån, som kallas elektronisk paramagnetisk resonans .