磁量子数代表每个亚层的轨道，即轨道方向。同一亚层的几条轨道对原子核的取向不同。磁量子数Me是描述原子轨道或电子云在空间的伸展方向。某种形状的原子轨道，可以在空间取不同方向的伸展方向，从而得到几个空间取向不同的原子轨道。这是根据线状光谱在磁场中还能发生分裂，显示出微小的能量差别的现象得出的结果。

按照经典理论，电子在磁场中的能量取决于和轨道运动及自旋运动：有关的磁矩的取向，因而正是磁场使得某一给定的能级扩展为与电子在磁场中的磁矩的平行和反平行相对应的两个能量值之间的很狭窄的能量范围。

实际上，当原子在磁场中产生辐射时，可以观察到一定的谱线分裂成若干独立的谱线，这些谱线之间的距离取决于磁通密度的大小，这种分裂现象是由塞曼发现的，称为塞曼效应。