非常に重い原子では、電子エネルギー準位の相対論的なシフトがスピン軌道相互作用の効果をさらに際立たせる。例えばウランの分子軌道ダイアグラムは、他の原子との相互作用を考える場合は相対論的な記号を組み込まなければならない。
項記号は原子の状態とスペクトル遷移を表現するために使われ、上記の角運動量の合成から作られる。原子の状態が項記号で記述された場合の、許容遷移はどの遷移が角運動量を保存するかを考えることによって、選択律から判別できる。フォトンはスピン1を持ち、フォトンの放出や吸収を伴う遷移がある場合、原子は角運動量を保存するように状態を変える必要がある。項記号の選択律は、ΔS = 0, ΔL = 0, ±1, Δl = ± 1, ΔJ = 0, ±1項記号による表現は、原子のリュードベリ状態とそのエネルギー準位に関連する「項系列」に由来する。リュードベリ系列式において、水素様原子から放射された光の振動数や波数は、遷移の2項間の差に比例している。初期の原子スペクトルで知られる系列は、それぞれ「するどい（sharp）」、「主要である（principal）」、「広がっている（diffuse）」、「土台になっている（fundamental）」のような特徴から、原子の軌道角運動量状態を表すのに記号S、P、D、Fが用いられるようになった。
スピン-スピン結合は、異なる粒子のスピン角運動量の合成である。核スピン対間の結合は核磁気共鳴（NMR）分光法において分子の構造についての詳細な情報を与えるので重要である。核スピンと電子スピンの間のスピン-スピン結合 は原子スペクトルにおける超微細構造に関与する。
原子やさらに小さい粒子は量子力学で記述される。それぞれの粒子はスピンと呼ばれる角運動量を持ち、（たとえば電子や原子などの）特定の構造は量子数の組で記述される。粒子の集まりも角運動量と対応する量子数を持ち、異なる環境では、それぞれの粒子の角運動量は異なった方法で合成され、全体の角運動量を作る。角運動量の合成は、亜原子粒子が互いに相互作用する幾つかの方法を含んだカテゴリーである。原子物理学では、スピンと軌道の合成は「スピン対形成」として知られており、粒子のスピンと軌道運動の弱い磁気的な相互作用や合成を表す（電子におけるスピンと原子核の周りの運動など）。この効果の1つに、原子の初期状態のエネルギーを分裂させることがある。平行スピンと反平行スピンはこの効果がなければ同じエネルギーを持つ。この相互作用は原子構造の多くの部分に関与している。
量子力学において角運動量の合成とは、別々の角運動量の固有状態から全角運動量の固有状態を作ることである。例えば1つの粒子の場合、軌道角運動量とスピン角運動量との間にはスピン軌道相互作用とよばれる相互作用が存在し、完全な物理的描像はスピン-軌道の合成を含まなければならない。また、ある決まった角運動量を持つ2つの荷電粒子の場合、クーロン力によって相互作用をし、2つの1粒子角運動量で全角運動量を合成することは2粒子シュレディンガー方程式を解くにあたって有効である。どちらの場合でも、別々の角運動量はもはや保存量ではなく、2つの角運動量を合成したものが保存量となる。原子における角運動量の合成は、原子スペクトルにおいて重要である。電子スピンの角運動量の合成は、量子化学において重要である。シェルモデルにおいても、角運動量の合成はいたるところで現れる。
20世紀に入ると、クラーレの主成分が分離されると共に医療への応用が考えられるようになり、手術時の筋弛緩剤への応用が試みられた。当初は呼吸麻痺が問題となったが、人工呼吸器を用いることにより問題は解決した。
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磁石の山はフィクションにおいてもしばしば取り上げられている。『千夜一夜物語』では、「荷かつぎ人足と乙女たちとの物語」の中の「第三の托鉢僧の話」（第14夜）で、次のように描かれている。明日になると、私どもは「磁石の山」と呼ばれる黒い岩の山に着くことでございましょう。そして潮は否応なく私どもをその山の方にひっぱって行って、やがて私どもの船は微塵に粉砕されてしまうでしょう。なぜかと申しますると、船の釘が全部、磁石の山に引き寄せられて飛び去り、山の腹に吸いついてしまうのです。というのは、至高のアッラーはこの磁石の山に秘かな効験を授けたまい、こうしてこの山はおよそ鉄で出来ているあらゆるものをみな自分の方に引きつけてしまうからでございます！このほか、12世紀のペトラルカの詩にも、インドにあるという磁石の山の記述がある。また、ヨハン・ヴォルフガング・フォン・ゲーテが1774年に発表した『若きウェルテルの悩み』にも、主人公が、祖母に聞かされた、船が近づくと金具や釘が吸われてしまうという磁石の山の話を思い出す場面があるが、この山がある場所については言及されていない。ジュール・ヴェルヌの『氷のスフィンクス』にも磁石の山が登場するが、場所は南極大陸となっている。これは、南極が当時残された数少ない未知の世界だったからだと考えられる。