La caratteristica principale delle sostanze paramagnetiche è che atomi o molecole contengono momenti magnetici elettronici che non sono completamente sfalsati, e quindi hanno momenti magnetici atomici o molecolari. Tuttavia, non c'è una forte interazione tra i momenti magnetici atomici (generalmente l'interazione di scambio), quindi i momenti magnetici atomici sono in una disposizione casuale (caotica) sotto l'influenza del disturbo termico, e i momenti magnetici atomici si annullano a vicenda e non c'è momento magnetico. Tuttavia, quando sottoposti a un campo magnetico esterno, i momenti magnetici di questi atomi che erano originariamente disposti caoticamente sotto disturbo termico sono simultaneamente sottoposti all'azione del campo magnetico per farli tendere ad essere disposti nel campo magnetico e agire termicamente per farli tendere ad essere disposti caoticamente. Pertanto, l'effetto complessivo è che c'è una certa componente del momento magnetico. Questo rende la suscettibilità magnetica (il rapporto tra magnetizzazione e forza del campo magnetico) un valore positivo, ma il valore è anche molto piccolo. Generalmente, la suscettibilità magnetica dei materiali paramagnetici è di circa cento millesimi (10⁻⁵), e cambia con la diminuzione della temperatura. Aumentare.
Le sostanze paramagnetiche comuni sono: ossigeno, ossido nitrico e platino.