使用的并非分子束，而是原子束。 1927年，Erwin Wrede首次发现电偶极矩和分子束（使用氯化钾等二元盐）偏转之间的关系。在1939年，伊西多·拉比发明了一个分子束核磁共振的方法，这种方法通过两个磁体依次产生非均匀磁场，曾用来利用氯化锂、氟化锂和二锂分子束来测量锂的几个同位素的磁矩。该方法是NMR的前身。。1957年，戈登、泽格和汤斯利用氨分子和一种特殊的静电四极聚焦器造出了微波激射器。