Parçacıkların uzaydaki doğrusal haraketleri dışında kendi iç dinamikleriyle ilgili hareketleri de vardır. Bu parçacıkları noktasal değil de küçük kürecikler şeklinde düşünürsek, bu kürelerin kendi çevrelerinde dönmeleri de etkileri gözlemlenebilen bir hareket şeklidir. Bu hareket için İngilizce'de kendi etrafında dönme anlamına gelen spin denir. Spin de vir açısal momentum türüdür. Fakat kuantum kuramı bazı parçacıkların (elektronlar gibi) spinlerinin greçekten böyle bir dönme sonucu oluşamayacağını söylüyor. Buna rağmen dönme benzetmesi birçok açıdan iyi bir açıklama biçimi gibi görünüyor.

Kuantum kuramına göre spini s olan bir parçacığın spin durumu sadece (2s+1) değişik değer alabilir ya da bu (2s+1) durumun üst üste gelmesiyle oluşabilir. Elektron, proton ve nötronların spinleri s=1/2'dir. Yani bu parçacıklar uzaydaki hareketlerinin dışında 2 değişik durumda da bulunabilirler. Zayıf etkileşimi ileten W ve Z parçacıklarının spini 1'dir. Bunlar da 3 değişik durumda bulunabilirler. Fotonlarsa ışık hızında hareket ettikleri için spinleri 1 olmasına karşın sadece iki farklı spin durumunda bulunabilirler. Bunların dışında bir kaç parçacıktan oluşmuş birleşik sistemlerin spini de hesaplanabilir. Örneğin Helyum-4 atomunun spini 0 olarak hesaplanabiliyor.

Spini olan birçok parçacık spinlerinin yönüne bağlı olarak uzayda manyetik alan oluştururlar. Bu anlamda bu tip parçacıkları küçük birer mıknatıs olarak da düşünmek mümkün. Eğer elektronlar bir manyetik alandan geçirilirlerse, kendi mıknatıslıklarının yönüne bağlı olarak değişik yönlere sapmaları gerekir. 1921 yılında Stern ve Gerlach bu deneyi yaparak elektronların sadece iki değişik yöne saptıklarını, böylece bu parçacıkların sadece iki farklı spin durumunda bulunabildiklerini göstererek kuantum fiziğinin en güçlü kanıtlarından birini elde ettiler.

Bilim ve Teknik, Ekim 2000