Elektrony w atomie wykonują dwa rodzaje ruchów tj. ruch obiegowy wokół jądra oraz ruch wirowy wokół własnej osi (tzw. spin). Ponieważ pojawienie się pola magnetycznego jest konsekwencją ruchu ładunków elektrycznych, to w atomie muszą występować dwa rodzaje momentów magnetycznych: orbitalny i spinowy.
W przypadku atomów diamagnetyków obydwa momenty magnetyczne są równe co do wartości, lecz są przeciwnie skierowane, więc atomy te nie mogą wykazywać własności magnetycznych.
W przypadku gdy materiał diamagnetyczny zostanie umieszczony w zewnętrznym polu magnetycznym, w powłokach elektronowych atomów diamagnetyka zostanie wyidukowany dodatkowy prąd elektryczny, który spowoduje pojawienie się dodatkowego momentu magnetycznego. Zgodnie z regułą Lentza indukowane dodatkowe pole magnetyczne musi osłabiać zewnętrzne pole magnetyczne, więc podatność magnetyczna diamagnetyków musi być mniejsza od zera.
W przypadku, gdy diamagnetyk umieszczony jest w niejednorodnym zewnętrznym polu magnetycznym, to będzie on wypychany w kierunku słabszego pola magnetycznego.
Efekty diamagnetyczne są cechą wszystkich ciał, jednak ze względu na ich słabość są one zauważalne dopiero przy braku innych efektów magnetycznych takich jak: paramagnetyzm i ferromagnetyzm.