原子中的电子绕着原子核运转而形成的磁矩 M 为： 式中－e 为电子所带的电量；m 是电子的静止质量；而 L 则是电子运转所具有的角动量。根据波尔的量子的规则，角动量的量子化规则为 式中，n 为正整数，而?=h/2π,h=(6.626176±0.000036)×10-34焦耳—秒为普朗克常数。因此 h 是角动量最自然的单位，所以磁矩 M 可表示为： 式中μB = e?/2m称为波尔磁元，其值为 而对于总角动量为 J 的电子，其对应之磁矩为 式中 gJ 为一没有量纲的常数，称为 Lande'因子。类似于电子，原子核中的质子或中子由核自旋 I 所产生的核磁矩 MN为： 式中 gI 为一不具量纲的常数，称为核子的 Lande' 因子，而μN则为核磁元，μN=eh/2mp=5.05082x10-27焦耳/特斯拉，式中 mp 为质子的静止质量。