אלקטרון הוא מעין חלקיק יסודי בעל מסה מסוימת ומטען שלילי. הוא יכול לבצע שני סוגים של תנועה; האחד הוא לנוע במסלול סביב הגרעין, והשני להסתובב על ציר העובר במרכזו. מכיוון שתנועת האלקטרונים מייצרת רגעים, זרמים ורגעים מגנטיים נוצרים במהלך התנועה. בשדה המגנטי הקבוע H המופעל, הרגע המגנטי של האלקטרון פועל כמו מוט או מחט מגנטיים קטנים. מכיוון שמספר הקוונטים הספין של האלקטרון הוא 1/2, לאלקטרון יש רק שתי כיוונים בשדה המגנטי החיצוני: האחד מקביל ל- H, המקביל לרמת אנרגיה נמוכה, האנרגיה היא -1/2gβH; אחד הוא אנטי -מקביל ל- H, המקביל לרמת האנרגיה הגבוהה, האנרגיה היא +1/2gβH, והפרש האנרגיה בין שתי הרמות הוא gβH. אם בכיוון הניצב ל- H, מתווסף הגל האלקטרומגנטי של תדר v כדי לענות על המצב של hv = gβH, האלקטרונים ברמת אנרגיה נמוכה סופגים את אנרגיית הגל האלקטרומגנטית וקופצים לרמת האנרגיה הגבוהה יותר, הנקראת תהודה פרמגנטית אלקטרונית. .