Một số định nghĩa tương đương của α về hằng số vật lý cơ bản khác là:

α = 1 4 π ε 0 e 2 ℏ c = μ 0 4 π e 2 c ℏ = k e e 2 ℏ c = c μ 0 2 R K {\displaystyle \alpha ={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}{\frac {e^{2}}{\hbar c}}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}{\frac {e^{2}c}{\hbar }}={\frac {k_{\text{e}}e^{2}}{\hbar c}}={\frac {c\mu _{0}}{2R_{\text{K}}}}}

trong đó:

• e là điện tích cơ bản;
• π là số pi;
• ħ = h/2π là hằng số Planck rút gọn;
• c là tốc độ ánh sáng trong chân không;
• ε0 là hằng số điện môi (permittivity) của không gian tự do;
• µ0 là độ từ thẩm của không gian tự do;
• ke là hằng số Coulomb;
• RK là hằng số von Klitzing.

Định nghĩa phản ánh mối quan hệ giữa α và hằng số liên kết điện từ e, và là e = √4παε0ħc.

Trong hệ phi SI

Trong hệ CGS điện tĩnh (tức CGSE), các đơn vị của điện tích, của statcoulomb (đơn vị điện tĩnh của điện tích), được xác định sao cho hằng số Coulomb ke, hoặc hằng số điện môi 4πε0, là 1 và không thứ nguyên. Khi đó sự biểu diễn của hằng số cấu trúc tinh tế như thường thấy trong văn liệu vật lý trước đây, trở thành

α = e 2 ℏ c . {\displaystyle \alpha ={\frac {e^{2}}{\hbar c}}.}

Trong hệ đơn vị tự nhiên (natural units), thường được sử dụng trong vật lý năng lượng cao, trong đó ε0 = c = ħ = 1, giá trị của hằng số cấu trúc tinh tế là[1]

α = e 2 4 π . {\displaystyle \alpha ={\frac {e^{2}}{4\pi }}.}

Như vậy, mặc dù không thứ nguyên, hằng số cấu trúc tinh tế là cái gì đó khác, là định lượng xác định (hoặc xác định bằng) điện tích cơ bản: e = √4πα ≈ 0.30282212 theo đơn vị tự nhiên như thế của điện tích.