。塞曼效应也可以用来测量天体的磁场。1908年美国天文学家乔治·海尔等人在威尔逊山天文台利用塞曼效应，首次测量到了太阳黑子的磁场。
正常塞曼效应的理论解释.不加外磁场时，原子在两个能级E和E（E<E）之间跃迁的能量差为原子核的磁矩比电子磁矩小大约三个数量级。如果只考虑电子的磁矩对原子总磁矩的贡献，那么磁场引起的附加能量为这里将磁感应强度B的方向取为z轴方向，μ是磁矩在z方向上的投影。m是电子总角动量J在z方向投影的量子数，可以取-J,-J+1,…J-1,J共2J+1个值