อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคมูลฐานชนิดหนึ่งที่มีมวลและประจุลบ สามารถเคลื่อนไหวได้สองแบบ หนึ่งคือการเคลื่อนที่ในวงโคจรรอบนิวเคลียสและอีกอันคือหมุนบนแกนที่ผ่านจุดศูนย์กลาง เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนทำให้เกิดโมเมนต์ กระแสและโมเมนต์แม่เหล็กจึงเกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ ในสนามแม่เหล็กคงที่ H โมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอนจะทำหน้าที่เหมือนแท่งแม่เหล็กหรือเข็มขนาดเล็ก เนื่องจากจำนวนสปินควอนตัมของอิเล็กตรอนคือ 1/2 อิเล็กตรอนจึงมีทิศทางเพียงสองทิศทางในสนามแม่เหล็กภายนอก: หนึ่งขนานกับ H ซึ่งสอดคล้องกับระดับพลังงานต่ำ พลังงานคือ -1/2gβH; หนึ่งคือต้านขนานกับ H ซึ่งสอดคล้องกับระดับพลังงานสูง พลังงานคือ +1/2gβH และความแตกต่างของพลังงานระหว่างสองระดับคือ gβH ถ้าในทิศทางตั้งฉากกับ H คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของความถี่ v จะถูกเพิ่มเพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขของ hv=gβH อิเล็กตรอนระดับพลังงานต่ำจะดูดซับพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและกระโดดไปยังระดับพลังงานที่สูงขึ้นซึ่งเรียกว่าเรโซแนนซ์พาราแมกเนติกอิเล็กทรอนิกส์ .