很多物质的分子不表现电子自旋共振（ESR），但对这些分子，人工地使之与自由基（free radical）结合从而得以用ESR法来研究，获得独特的ESR信息，这就是自旋标记法。因自由基有不成对电子自旋，所以称自旋标记（H．M．McConnell）。开始是用氯丙嗪阳离子自由基研究其与DNA的相互作用，后来则用稳定的硝酰（基）自由基类。