原子核の周りでは電子が軌道運動（公転運動）している。また、電子は自転運動（電子スピン）もしている。電子の公転と自転により誘起された二種類の磁気モーメントは相互作用する。それをスピン-軌道相互作用という。重い原子のときほど公転による磁気モーメントの大きさが大きくなるため、このスピン-軌道相互作用の大きさも大きくなる。そして、これが大きければ大きいほどスピン反転がしやすくなり、重原子ではスピン禁制則が弱まる。これが重原子効果である。