Số lượng tử spin định nghĩa bởi công thức:

|S| = s ( s + 1 ) ℏ {\displaystyle {\sqrt {s\,(s+1)}}\,\hbar }

ở đó

S là vectơ spin|S| là độ lớn của vectơ spin ℏ {\displaystyle \hbar } là hằng số Plancks là số lượng tử spin, ứng với spin mô men xung lượng.

Cho một hướng bất kỳ z (thường được xác định bởi từ trường mở rộng) ảnh của spin- z là

s z = m s ℏ {\displaystyle s_{z}=m_{s}\,\hbar }

ở đó ms là số lượng tử spin thứ 2, có biên độ từ −s đến +s. Có tổng cộng 2s+1 giá trị ms khác nhau.