Un magnete è qualsiasi materiale in grado di produrre a campo magnetico. Poiché qualsiasi carica elettrica in movimento genera un campo magnetico, elettroni sono piccoli magneti. Questa corrente elettrica è una fonte di magnetismo. Tuttavia, gli elettroni nella maggior parte dei materiali sono orientati in modo casuale, quindi c'è un campo magnetico netto scarso o nullo. Per dirla semplicemente, gli elettroni in un magnete tendono ad essere orientati allo stesso modo. Questo accade naturalmente in molti ioni, atomi e materiali quando vengono raffreddati, ma non è così comune a temperatura ambiente. Alcuni elementi (ad es. Ferro, cobalto e nichel) sono ferromagnetici (possono essere indotti a magnetizzarsi in un campo magnetico) a temperatura ambiente. Per questi elementi, il potenziale elettrico è più basso quando i momenti magnetici degli elettroni di valenza sono allineati. Molti altri elementi lo sono diamagnetic. Gli atomi spaiati in materiali diamagnetici generano un campo che respinge debolmente un magnete. Alcuni materiali non reagiscono affatto con i magneti.
Il magnetico atomico dipolo è la fonte del magnetismo. A livello atomico, i dipoli magnetici sono principalmente il risultato di due tipi di movimento degli elettroni. C'è il movimento orbitale dell'elettrone attorno al nucleo, che produce un momento magnetico dipolo orbitale. L'altro componente del momento magnetico dell'elettrone è dovuto al rotazione momento magnetico dipolo. Tuttavia, il movimento degli elettroni attorno al nucleo non è in realtà un'orbita, né il momento magnetico di spin dipolo è associato all'effettiva "rotazione" degli elettroni. Gli elettroni spaiati tendono a contribuire alla capacità di un materiale di diventare magnetico poiché il momento magnetico dell'elettrone non può essere completamente cancellato quando ci sono elettroni "dispari".
I protoni e i neutroni nel nucleo hanno anche un momento angolare orbitale e di spin e momenti magnetici. Il momento magnetico nucleare è molto più debole del momento magnetico elettronico perché nonostante il momento angolare del diverso le particelle possono essere comparabili, il momento magnetico è inversamente proporzionale alla massa (la massa di un elettrone è molto inferiore a quella di un protone o neutroni). Il momento magnetico nucleare più debole è responsabile della risonanza magnetica nucleare (NMR), utilizzata per la risonanza magnetica (MRI).