磁気構造
ほとんどの固体は非磁性であり、すなわち磁気構造を持たない。各状態はパウリの排他原理にしたがい、互いに反平行のスピンをもつ電子対によって占められ、スピン密度はいたるところで拮抗し、スピン自由度はトリビアルなものになる。このような物質でも通常は、パウリ常磁性やラーモア反磁性、ランダウ反磁性のため弱い磁気的挙動を示す。
より興味深いケースとして、物質中の電子が上記の対称性を自発的に破る場合が存在する。基底状態にある強磁性体中では、ある大域的に共通の単一スピン量子化軸について特定のスピン量子数の電子が過多となり、物質は巨視的な磁化を示す(通常、多数派の電子スピンの向きを上向きとする)。反強磁性体では、最も単純な共線的反磁性体の場合、電子スピンは交互に上下を向いており、互いに打ち消しあって巨視的な磁化は生じない。しかし、特に磁気フラストレーションのある反磁性体の場合、はるかに複雑な磁気構造が生じ、局所的スピンの配向は本質的に3次元の自由度をとる。磁鉄鉱を始めとするフェリ磁性体は、ある意味で強磁性体と反強磁性体の中間的なふるまいを示す。