אלקטרון הוא סוג של חלקיק יסודי בעל מסה מסוימת ומטען שלילי. זה יכול לבצע שני סוגים של תנועה; האחד הוא לנוע במסלול סביב הגרעין, והשני הוא להסתובב על ציר העובר במרכזו. מכיוון שתנועת האלקטרונים מייצרת רגעים, זרמים ומומנטים מגנטיים נוצרים במהלך התנועה. בשדה המגנטי הקבוע H המופעל, המומנט המגנטי של האלקטרון פועל כמו מוט מגנטי קטן או מחט. מכיוון שמספר הספין הקוונטי של האלקטרון הוא 1/2, לאלקטרון יש רק שני כיוונים בשדה המגנטי החיצוני: האחד מקביל ל-H, המתאים לרמת אנרגיה נמוכה, האנרגיה היא -1/2gβH; אחד הוא אנטי מקביל ל-H, מתאים לרמת האנרגיה הגבוהה, האנרגיה היא +1/2gβH, והפרש האנרגיה בין שתי הרמות הוא gβH. אם בכיוון הניצב ל-H מתווסף הגל האלקטרומגנטי בתדר v כדי לעמוד בתנאי hv=gβH, האלקטרונים ברמת האנרגיה הנמוכה קולטים את אנרגיית הגל האלקטרומגנטי וקופצים לרמת האנרגיה הגבוהה יותר, הנקראת תהודה פרמגנטית אלקטרונית. .