ตรงกันข้ามกับเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ , อิเลคตรอน-สปินเรโซแนนซ์ (ESR) สังเกตได้เฉพาะในประเภทของสารที่จำกัด สารเหล่านี้รวมถึงธาตุทรานซิชันนั่นคือธาตุที่มีเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ภายในที่ไม่ถูกเติมอนุมูลอิสระ (ชิ้นส่วนโมเลกุล) โลหะ และจุดบกพร่องของพาราแมกเนติกต่างๆ และศูนย์กลางสิ่งเจือปน ความแตกต่างอีกอย่างหนึ่งจาก NMR คือความไวต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า ในขณะที่ ความถี่ เรโซแนนซ์ใน NMR โดยทั่วไปจะถูกเปลี่ยนจากนิวเคลียสเปลือยในปริมาณที่น้อยมากเนื่องจากอิทธิพลของอิเลคตรอนการนำไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงทางเคมี ข้อต่อสปิน-สปิน และอื่นๆ ความถี่ ESR ในสสารจำนวนมากอาจแตกต่างอย่างมากจากความถี่เหล่านี้ ของการหมุนฟรีหรืออะตอมฟรีเนื่องจากเชลล์ย่อยที่ยังไม่สมบูรณ์ของอะตอมจะบิดเบี้ยวได้ง่ายจากอันตรกิริยาที่เกิดขึ้นในสสารจำนวนมากแบบจำลองที่ประสบความสำเร็จอย่างสูงสำหรับคำอธิบายของอำนาจแม่เหล็กในสสารจำนวนมากขึ้นอยู่กับผลกระทบของตาข่ายคริสตัลบนศูนย์กลางแม่เหล็กภายใต้การศึกษา ผลกระทบของสนามคริสตัล โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีความสมมาตรน้อยคือการลดอำนาจแม่เหล็กที่เกิดจากการเคลื่อนที่ ของวงโคจร แม่เหล็ก ของวงโคจรถูกรักษาไว้ในระดับหนึ่งสนามลิแกนด์ที่มีความสมมาตรต่ำโดยการเชื่อมต่อของสปินและโมเมนตัมการโคจร