• Độ phân cực: Hiểu một cách đơn giản là tỉ lệ sai lệch giữa spin định hướng theo 2 chiều lên và xuống, được cho bởi công thức:

P = n ↾ − n ⇂ n ↾ + n ⇂ {\displaystyle P={\frac {n_{\upharpoonright }-n_{\downharpoonright }}{n_{\upharpoonright }+n_{\downharpoonright }}}}

với n ↾ , n ⇂ {\displaystyle n_{\upharpoonright },n_{\downharpoonright }} lần lượt là mật độ spin up và spin down.

• Dòng phân cực spin: Là khái niệm được đề xuất năm 1935 bởi Mott để giải thích các tính chất bất thường của điện trở trong các kim loại sắt từ. Mott cho rằng ở nhiệt độ đủ thấp sao cho tán xạ trên magnon đủ nhỏ thì các dòng chuyển dời điện tử chiếm đa số (có spin song song với từ độ) và thiểu số (có spin đối song song với từ độ) sẽ không bị pha trộn trong quá trình tán xạ. Sự dẫn điện có thể coi là tổng hợp của hai dòng độc lập và không cân bằng của hai loại spin có chiều khác nhau. Đó chính là khái niệm về dòng phân cực spin. Và mô hình của Mott được gọi là mô hình hai dòng điện, và sau đó được nhóm của Campel mở rộng vào năm 1936, và sau đó tiếp tục được bổ sung hoàn thiện và là một khái niệm quan trọng để mô tả hiệu ứng từ điện trở cũng như các quá trình trong linh kiện spintronics.
• Tiêm spin, bơm spin: Trong một số chất ở trạng thái sắt từ, mật độ spin up và down là cân bằng nhau và không tạo ra dòng phân cực spin và không hữu ích cho các linh kiện spintronics. Người ta có thể tạo ra các dòng phân cực spin trong các chất này bằng cách dùng các nguồn để đưa dòng phân cực spin vào từ bên ngoài, gọi là quá trình tiêm spin (spin injection) hay bơm spin (spin pumping).
• Truyền dẫn spin
• Tích lũy spin

Vào thời điểm hiện tại, các nghiên cứu về spintronics có hai xu hướng:

Các linh kiện dựa trên các vật liệu từ kim loại

Hướng nghiên cứu này phát triển dựa trên các thành tựu về hiệu ứng từ điện trở, tạo ra từ các màng mỏng kim loại sắt từ. Sản phẩm ở mức độ thương phẩm của hướng nghiên cứu này là ổ cứng dung lượng cao, bộ nhớ RAM từ điện trở... Hướng nghiên cứu này đang trở nên mạnh mẽ và rất có triển vọng phát triển thành hiện thực với sự phát triển của dòng linh kiện điều khiển các vách đômen trong các cấu trúc nano từ tính. Việc điều khiển động học của các vách đômen cho phép tạo ra các cổng lôgic, các bộ nhớ... với chất lượng cao và cơ cấu rất đơn giản.

Hướng nghiên cứu dựa trên các linh kiện bán dẫn

Hướng nghiên cứu này tạo ra các linh kiện spintronic dựa trên việc điều khiển dòng điện tử phân cực spin trong các vật liệu bán dẫn. Để tạo ra được linh kiện loại này thì việc tiêm spin, điều khiển spin và ghi nhận spin phân cực trong chất bán dẫn đóng vai trò then chốt. Hiện hướng nghiên cứu này đang gặp những cản trở lớn:

• Tạo ra các chất bán dẫn mang tính chất từ (gọi là các chất bán dẫn pha loãng từ) có tính sắt từ ở trên nhiệt độ phòng, hoặc các chất bán kim sắt từ có độ phân cực spin cao.
• Đưa được dòng điện tử phân cực spin vào trong chất bán dẫn trên quãng đường đủ dài để ghi nhận spin.
• Các vấn đề gặp phải của các lớp chuyển tiếp giữa các lớp vật liệu gây sự tán xạ và làm mất độ phân cực spin.
• Vướng mắc giữa việc sử dụng lớp phân cực spin là các kim loại sắt từ hay các vật liệu bán dẫn từ, sử dụng các lớp tiếp xúc từ chui hầm....