Magnetometrul atomic utilizează proprietățile de spin ale electronilor din stratul exterior al atomilor de metale alcaline, folosind lasere de pompare ca mijloc de manipulare pentru a induce polarizarea de spin în acești atomi. Atunci când sunt expuși unui câmp magnetic extern slab, atomii de metal alcalin suferă precesie Larmor, ceea ce le modifică absorbția lasereleor de detecție, permițând astfel măsurători ale câmpului magnetic cu sensibilitate ridicată.

Magnetometrele atomice se remarcă prin sensibilitate mare, dimensiuni reduse, consum scăzut de energie și portabilitate, caracteristici care probabil vor conduce omenirea către o nouă eră în domeniul detecției magnetice, cu aplicații în cercetarea științifică și medicina biomedicală.