電子スピン共鳴（EPR、ESR）は不対電子を検出する分光法の一種。遷移金属イオンや有機化合物中のフリーラジカルの検出に用いられる。磁場に置かれた試料中の不対電子は、ある特定のエネルギー（周波数）を持つマイクロ波を共鳴吸収し、高いエネルギー準位へと遷移する。この現象を利用して不対電子の検出を行うのが電子スピン共鳴であり、不対電子の量、種類、性質、周囲の環境、挙動などについての情報が得られる。試料の形状 (液体、気体、固体) に影響されない、非破壊で選択的にフリ－ラジカルを測定できる唯一の手段であり、理学系・医薬学系、農工学系の基礎研究の分野で活用されている。不対電子の検出法としては非常に有効であるが、たいていの安定な有機化合物は閉殻構造をとっており、不対電子を持たないため、核磁気共鳴 (NMR) に比べると適用範囲が狭い。