Φως παράγεται όταν τα ηλεκτρόνια «πέφτουν» από μία τροχιά που βρίσκεται μακρύτερα από τον πυρήνα σε μια κοντινότερη τροχιά. Οι τροχιές αυτές είναι καθορισμένες με σαφήνεια (για κάθε χημικό στοιχείο). Ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο μπορεί να αλλάξει τον τρόπο που δονούνται τα ηλεκτρόνια και άρα να μεταβάλλει τις τροχιές αυτές. Με την επίδραση του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου μία τροχιά μπορεί να χωριστεί σε δύο ή τρεις άλλες τροχιές. Τονίζουμε ότι οι τροχιές αυτές παρουσιάζονται μόνο όταν εφαρμόζεται εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Στην περίπτωση αυτή μεταβάλλεται η ενέργεια που πρέπει να έχει το ηλεκτρόνιο για να είναι στις τροχιές αυτές. Μεταβάλλεται επίσης η διαφορά ενέργειας μεταξύ δύο υπο-τροχιών, και αυτό με τη σειρά του μεταβάλλει τη συχνότητα του φωτονίου που εκπέμπεται καθώς το ηλεκτρόνιο επιστρέφει σε μία τροχιά πιο κοντά στον πυρήνα.
Το φαινόμενο Zeeman ονομάστηκε έτσι από τον Ολλανδό φυσικό Pieter Zeeman που ήταν ο πρώτος που το παρατήρησε το 1896. Για την ανακάλυψή του αυτή ο Pieter Zeeman το 1902 τιμήθηκε με το Νόμπελ φυσικής. Το οποίο μοιράστηκε με έναν άλλο Ολλανδό φυσικό τον Hendrik Antoon Lorentz, ο οποίος είχε αναπτύξει τη θεωρία σχετικά με την επίδραση του μαγνητισμού στο φως.
