อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคมูลฐานชนิดหนึ่งที่มีมวลและประจุลบจำนวนหนึ่ง สามารถเคลื่อนไหวได้สองแบบ อย่างหนึ่งคือการเคลื่อนที่ในวงโคจรรอบนิวเคลียส และอีกอย่างคือการหมุนบนแกนที่ผ่านศูนย์กลางของมัน เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนก่อให้เกิดโมเมนต์ กระแสและโมเมนต์แม่เหล็กจึงเกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ ในสนามแม่เหล็กคงที่ที่ใช้ H โมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอนจะทำหน้าที่เหมือนแท่งแม่เหล็กหรือเข็มเล็กๆ เนื่องจากจำนวนควอนตัมการหมุนของอิเล็กตรอนคือ 1/2 อิเล็กตรอนจึงมีทิศทางเพียงสองทิศทางในสนามแม่เหล็กภายนอก: ทิศทางหนึ่งขนานกับ H ซึ่งสอดคล้องกับระดับพลังงานต่ำ พลังงานคือ -1/2gβH; ระดับหนึ่งตรงกันข้ามกับ H ซึ่งสอดคล้องกับระดับพลังงานสูง พลังงานคือ +1/2gβH และความแตกต่างของพลังงานระหว่างสองระดับคือ gβH หากในทิศทางตั้งฉากกับ H คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของความถี่ v จะถูกเพิ่มเข้าไปเพื่อให้ตรงตามเงื่อนไขของ hv=gβH อิเล็กตรอนระดับพลังงานต่ำจะดูดซับพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและกระโดดไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น ซึ่งเรียกว่าเรโซแนนซ์พาราแมกเนติกอิเล็กทรอนิกส์ .