Spin Kuantum Sayısı (s) : spin kuantum sayısı elektronun kendi ekseni etrafında dönmesi sonucu ortaya çıkar ve dönme hareketinin 2 yönde olması nedeniyle sadece iki değer alabilir. s = -1/2 ve s = +1/2 spin kuantum sayısı atom spektrumlarında gözlenen çizgilerin incelikli yapısını açıklamak için getirilen öneriler sonucu ortaya çıkmıştır. Bu öneri için denel kanıt, O. Stern ve W. Gerlack tarafından verilmiştir. Deneyde, gümüş metal buharı ince bir demet halinde güçlü bir magnetik alandan geçirilmiştir. Gümüş atomunda en dış yörüngede bir tek elektron vardır ve magnetik alandan geçen gümüş atomlarının iki yöne ayrıldıkları görülmüştür. Dönen yüklü tanecik magnetik özellik gösterdiğinden elektron küçük bir mıknatıs gibi davranır ve elektronun ikğii türlü dönme hareketi zıt yönlenmiş iki mıknatıs oluşturur. O halde spinleri zıt olan elektronları taşıyan atomlar iki yöne saparlar.

Sonuç olarak bir atomdaki herbir elektron dört kuantum sayısı; n, l, ml, s ile gösterilebilir ve böylece elektronun bulunduğu yörünge ve dönme yönü belirlenebilir. Fakat elektronların alabileceği kuantum sayılarına ilişkin bir kısıtlama vardır. Bu Pauli ilkesi olarak bilinir. Buna göre; bir atomda, herhangi ikir elektronun bütün kuantum sayıları birbirinin aynı olamaz en azından biri farklı olmak zorundadır.örneğin bir yörüngeye ait n, l ve ml değerleri aynı ise bu yörüngeye girecek elektronlardan birinin spini +1/2 ise diğer elektron ancak -1/2 değerini alabilir. Bu nedenle, herhangi bir yörüngedeki elektron sayısı ancak 2 olabilir demektir.