Die oben benutzten klassischen Formeln für die Größe des magnetischen Dipolmoments und seine Energie im Magnetfeld gelten unverändert weiter, sofern die mit dem Elektronenspin verbundenen magnetischen Effekte außer Betracht bleiben können. Für ein einzelnes Elektron ist diese Bedingung nie erfüllt, sondern nur in Systemen aus einer geraden Anzahl von Elektronen in solchen Zuständen, bei denen sich die Elektronenspins zum Gesamtspin  addieren. Statt des Bahndrehimpulses  des einzelnen Elektrons ist dann die Summe  aller Bahndrehimpulse zu nehmen, und für  entsprechend die Komponente  längs des Feldes. In einem stationären Zustand kann  nur diskrete Werte  haben. Die magnetische Quantenzahl  durchläuft dabei alle ganzzahligen Werte zwischen  und , wobei  die (immer ganzzahlige) Bahndrehimpulsquantenzahl des betreffenden Zustands ist. (Näheres siehe unter Richtungsquantelung.)