电子的自旋，如果不考虑相对论效应里面的自旋轨道耦合，那么电子的自旋就是一个守恒量，因此测量它的值的时候，沿着任何方向测量，都会有两种可能性：自旋向上和向下。不过所谓的向上和向下，都是相对的，并没有一个绝对的定义，用一个比喻来说明：当你身处太空的时候，你无法定义何为上、何为下。量子力学规律导致：无论在哪个方向测量，都会得到向上、向下两个值，绝对值为1/2。

很多分子体系里面，电子的自旋都互相抵消了，也就是所有的电子都配对了，例如水分子，里面10个电子有5个向上、5个向下。这样，整个分子的总的自旋就是0，这就是所谓的单重态，自旋多重度为1.

如果有两个电子没有配对，例如<chem>O2</chem>，总共16个电子，有7个是上下配对互相抵消的，剩下2个电子自旋朝同一个方向。这种情况下，测量自旋在某一个方向的分量的时候，会得到三个数字：1，0，－1。这就是所谓的三重态，也就是自旋多重度为三。一般如果不考虑自旋－轨道的耦合的话，自旋的值不影响整个分子的总能量，三种情况总能量是一样的，因此也是三重简并的态。所谓简并，指能量相等。

如果只有一个电子没有配对，例如-OH自由基，有9个电子，其中8个是上下配对互相抵消的，剩下1个电子自旋朝同某个方向。这种情况下，测量自旋在某一个方向的分量的时候，会得到2个数字：－1/2，1/2。这就是所谓的二重态，也就是自旋多重度为二。一般如果不考虑自旋－轨道的耦合的话，自旋的值不影响整个分子的总能量，两种情况总能量是一样的，因此也是二重简并的态。

很多过渡金属体系，自旋多重度很高，也就是很多电子的自旋没有配对。总的来说，有N个电子没有配对，自旋多重度就是N＋1，也被称为N＋1重态。

AMS中的Spin Polarization是指未配对电子的个数，因此奇数个电子一般而言只能是2、4、6……重态，偶数电子只能是1，3，5……重态。如果自旋极化设置不正确，例如对于中性为奇数电子的体系，如果没有设置Spin Polarization为1，那么ADF模块保存任务的时候，会在保存任务时弹出警告：Warning: The current charge and spin polarization will result in fractional occupation number。如果体系是偶数电子，Spin Polarization也就是0、2、4……，对应1、3、5……重态。

自然状态下，分子的状态可以说是能量决定一切，哪个状态能量（Total Energy或者Total Bonding Energy均可）更低，自然、稳定的状态下就偏向于处于哪个态。而能量是量子化学可以计算出来的。

例如：

• O₂分别计算单重态和三重态的能量，就会发现三重态能量远低于单冲态，因此可知O₂在自然状况下是处于三重态的
• Mn₂可能的状态有：单、3、5、7、9、11等多重度，分别计算各种状态能量，会发现这些状态能量相差非常小（1kcal/mol的量级），而9、11等态能量更低，那么也就可以理解为绝对零度等时候，是处于能量最低的多重态上面的，因为各个态能量差别很小，所以通过升温是可以转化为其他自旋多重度的

值得一提的是：温度引起的电子能量变化非常小，所以一般升温并不能导致电子的激发。不过如果不同状态能量相差很小，例如在几个kcal/mol的量级，这是可以通过加热而实现电子的激发跃迁的。

另外，分子的磁矩，也就是体现在高的自旋多重度上。到底多高？这个要用户分别去计算各种可能的自旋多重度，然后看各种自旋多重度的时候，能量的情况。