Hiện tượng (hay trạng thái) siêu thuận từ xảy ra đối với các chất sắt từ có cấu tạo bởi các hạt tinh thể nhỏ. Khi kích thước hạt lớn, hệ sẽ ở trạng thái đa đômen (tức là mỗi hạt sẽ cấu tạo bởi nhiều đômen từ). Khi kích thước hạt giảm dần, chất sẽ chuyển sang trạng thái đơn đômen, có nghĩa là mỗi hạt sẽ là một đômen. Khi kích thước hạt giảm quá nhỏ, năng lượng định hướng (mà chi phối chủ yếu ở đây là năng lượng dị hướng từ tinh thể) nhỏ hơn nhiều so với năng lượng nhiệt, khi đó năng lượng nhiệt sẽ phá vỡ sự định hướng song song của các mômen từ, và khi đó mômen từ của hệ hạt sẽ định hướng hỗn loạn như trong chất thuận từ.

Giới hạn siêu thuận từ xảy ra khi năng lượng định hướng nhỏ hơn năng lượng nhiệt, có nghĩa là [1]:

K 1 . V 0 << k B . T {\displaystyle K_{1}.V_{0}<<k_{B}.T}

với K 1 , V 0 {\displaystyle K_{1},V_{0}} lần lượt là hằng số dị hướng từ tinh thể bậc 1 của vật liệu, thể tích của hạt; k B , T {\displaystyle k_{B},T} là hằng số Boltzmann, nhiệt độ của môi trường xung quanh.

Khi xảy hiện tượng siêu thuận từ, chất vẫn có mômen từ lớn của chất sắt từ, nhưng lại thể hiện các hành vi của chất thuận từ, có nghĩa là mômen từ biến đổi theo hàm Langevin [2]:

I = N V μ 0 [ c t h ( μ 0 H k B T ) − k B T μ 0 H ] {\displaystyle I={\frac {N}{V}}\mu _{0}[cth({\frac {\mu _{0}H}{k_{B}T}})-{\frac {k_{B}T}{\mu _{0}H}}]}

với N / V {\displaystyle N/V} là mật độ hạt, H {\displaystyle H} là từ trường.