電子自旋密度代表alpha電子密度減去beta電子的密度，對於開殼層體系，Alpha電子密度分佈和Beta電子密度分佈是不同的，為了考察未配對電子在三維空間中的分佈情況，定義了自旋密度的概念：自旋密度=Alpha電子密度-Beta電子密度。
顯然，對於三維空間中某個點，自旋密度若為正，說明此處Alpha電子比Beta電子多；為負則說明此處Beta電子比Alpha電子多。對於閉殼層體系，由於Alpha和Beta電子完全匹配，二者密度處處相同，所以沒有自旋密度。對自旋密度進行全空間積分，結果是Alpha與Beta電子數的差值。
