又稱為自旋軌道相互作用（spin-orbit coupling）,是粒子的自旋與軌道動量的相互作用引起的軌道能級上的“細小”分裂。最有名的例子，在弱磁場下，鹼金屬（最外層有一價電子）在自旋軌道耦合的作用下，原子的光譜線出現分裂，稱為反常塞曼效應。
自旋-軌道耦合。最著名的例子是
電子能級的位移。電子移動經過
原子核的電場時，會產生電磁作用．電子的自旋與這電磁作用的耦合，形成了自旋-軌道作用。譜線分裂實驗明顯地偵測到電子能級的位移，證實了自旋-軌道作用理論的正確性。另外一個類似的例子是原子核殼層模型（shellmodel）能級的位移。
半導體或其它新穎材料常常會涉及電子的自旋-軌道效應。自旋電子學專門研究與應用這方面的問題。