תהודה פרמגנטית אלקטרונית (EPR) היא סוג של טכנולוגיית תהודה מגנטית שמקורה במומנט המגנטי של אלקטרונים לא מזווגים. ניתן להשתמש בו כדי לזהות באופן איכותי וכמותי את האלקטרונים הבלתי מזווגים הכלולים באטומים או במולקולות של חומרים, ולחקור אותם. המאפיינים המבניים של הסביבה הסובבת. עבור רדיקלים חופשיים, למומנט המגנטי המסלולי כמעט ואין השפעה, ורוב המומנט המגנטי הכולל (מעל 99%) תורם לספין האלקטרונים, ולכן תהודה פרמגנטית אלקטרונית נקראת גם "תהודה ספין אלקטרוני" (ESR).

תהודה פרמגנטית אלקטרונית התגלתה לראשונה על ידי הפיזיקאי הסובייטי לשעבר E·K·Zavois בשנת 1944 מ-MnCl2, CuCl2 ומלחים פרמגנטיים אחרים. פיזיקאים השתמשו לראשונה בטכניקה זו כדי לחקור את המבנה האלקטרוני, מבנה הגביש, מומנט הדיפול והמבנה המולקולרי של אטומים מורכבים מסוימים. בהתבסס על תוצאות מדידות תהודה פרמגנטית אלקטרונים, כימאים הבהירו את הקשרים הכימיים ואת התפלגות צפיפות האלקטרונים בתרכובות אורגניות מורכבות, כמו גם בעיות רבות הקשורות למנגנון התגובה. אמריקן B. Commoner et al. הציגו לראשונה טכנולוגיית תהודה פרמגנטית אלקטרונית לתחום הביולוגיה בשנת 1954. הם ראו את קיומם של רדיקלים חופשיים בחלק מהחומרים מהצומח והחי. מאז שנות ה-60, עקב השיפור המתמיד של המכשירים והחדשנות המתמשכת של הטכנולוגיה, נעשה שימוש בטכנולוגיית תהודה פרמגנטית אלקטרונים בפיזיקה, מוליכים למחצה, כימיה אורגנית, כימיה מורכבת, כימיה של קרינה, הנדסה כימית, כימיה ימית, זרזים, ביולוגיה, ועוד. ביולוגיה. נעשה בו שימוש נרחב בתחומים רבים כגון כימיה, רפואה, מדעי הסביבה וחיפוש גיאולוגי.