动量本征态构造出总角动量本征态的过程称为角动量耦合。例如，单个粒子的轨道和自旋会通过自旋-轨道作用相互影响，完整的物理图象必须包括自旋－轨道耦合。或者说，两个具有明确角动量定义的带电粒子会相互作用，这时将两个单粒子角动量耦合为总角动量，是解两粒子体系薛定谔方程的有用步骤。在这两种情况下，单独的角动量都不再是体系的守恒量，但两个角动量加和通常仍然是。在原子光谱中，原子角动量的耦合非常重要。电子自旋角动量的耦合对于量子化学非常重要。在核壳层模型中也普遍存在角动量耦合。在天文学中，自旋轨道耦合同样反映了天体系