材料科学、化学、生命科学の分野では、多くの重要な物理プロセス、化学反応、生物機能が未対電子と密接に関連している。電子常磁性共鳴分光計対にならない電子を含む常磁性物質を直接、一意に検出、特性化することができる分析技術である。ラジカル、遷移金属イオン、点欠陥などの常磁性中心構造と動態情報を開示するツールである。

EPR技術の物理的基礎は、常磁性物質中の未対電子が外部静磁場の作用下でエネルギー準位分裂（ゼーマン効果）を発生し、特定の周波数のマイクロ波エネルギーを吸収してエネルギー準位遷移を発生することである。磁場を走査してマイクロ波吸収信号を検出することにより、EPRスペクトル計は豊富な構造情報と動的情報を得ることができる。このような対にならない電子の直接探査能力は、他の分光技術（例えばNMR、XRD）にはないものであり、以下の研究において重要な地位を持つ：

1、ラジカル化学：短寿命ラジカル中間体を直接測定し鑑定し、光触媒、重合、酸化分解などの反応のメカニズムを追跡する。

2、遷移金属錯体：金属イオンの原子価状態、配位環境、電子構造及びそのスピン状態を確定し、触媒、生物無機化学研究に広く応用されている。

3、材料欠陥分析：半導体、酸化物材料中の点欠陥（例えば色芯、空孔）を特徴づけ、欠陥構造と材料の光、電気、磁気特性を関連付ける。

4、生物医学の応用：スピン標識技術を用いて蛋白質構造動力学を研究し、或いはスピン捕捉技術を用いて生物体内の極短寿命のラジカルを測定し、ストレス関連疾患の酸化の研究に用いる。

現代のEPR技術は連続的なCW-EPRからパルスEPRに発展し、次のような様々な高級技術を生み出している。

1、電子-核二重共鳴：対にならない電子周辺の核スピンの相互作用を解析し、高分解能の局所構造情報を得る。

2、緩和時間測定：常磁性中心の動力学過程と周囲環境のミクロ特性を研究する。

3、イメージング技術：常磁性物質の空間分布イメージングを実現する。

電子常磁性共鳴スペクトル計は科学者に対にならない電子世界を探索する窓を提供した。原子と電子の面から材料と分子の構造、反応性と動力学を明らかにすることができ、最先端の基礎科学と応用研究の発展を推進する強力なエンジンである。