在
量子力学中,
自旋是与
粒子所具有的内禀
角动量,雖然有時會與
古典力學中的
自轉相類比,但實際上本質是迥異的。古典意義中的自轉,是物體對於其
質心的旋轉,比如
地球每日的自轉是順著一個通過地心的極軸所作的轉動。
首先對
基本粒子提出自轉與相應角動量概念的是
1925年由Ralph Kronig、George Uhlenbeck與Samuel Goudsmit三人所為。然而爾後在
量子力學中,透過理論以及實驗驗證發現基本粒子可視為是不可分割的點粒子,是故物體自轉無法直接套用到自旋角動量上來,因此僅能將自旋視為一種內在性質,為粒子與生俱來帶有的一種角動量,並且其量值是量子化的,無法被改變(但自旋角動量的指向可以透過操作來改變)。
自旋對原子尺度的系統格外重要,諸如單一
原子、質子、電子甚至是
光子,都帶有正半奇數(1/2、3/2等等)或含零正整數(0、1、2)的自旋;半整數自旋的粒子被稱為
費米子(如電子),整數的則稱為
玻色子(如光子)。複合粒子也帶有自旋,其由組成粒子(可能是基本粒子)之自旋透過加法所得;例如質子的自旋可以從
夸克自旋得到。