Пучок атомів, що виходять з печі, формується рядом діафрагм. Пучок послідовно проходить крізь два електромагніти, де створені неоднорідні в перпендикулярному напрямку до осі пучка магнітні поля.
Градієнт напруженості першого магнітного поля 
направлений протилежно градієнту другого магнітного поля. Якщо атом має магнітний момент, то можна підібрати величину так, щоб атом проходив під тим самим кутом крізь другу діафрагму. Якщо атом зберігає протягом всієї траєкторії орієнтацію магнітного моменту 
, то під дією сил 
він потрапляє в детектор 
.
Тепер між двома магнітами розташуємо третій магніт (2), що створює стале магнітне поле. Проходячи крізь стале поле, магнітний момент атома (в стані 
) почне прецесувати навколо 
, але все одно потрапляє в детектор. Якщо на стале магнітне поле накласти змінне поле, то у випадку резонансу між двома зеєманівськими рівнями 
атом змінить орієнтацію магнітного моменту. Тобто тепер атоми не потраплять в детектор .
Таким чином, змінюючи частоту змінного поля і фіксуючи зменшення сигналу детектора, можна досить точно визначити магнітний момент. Метод Рабі широко застосовується для визначення магнітних моментів атомів ядер, коли 
, 
-факторів. Цей метод застосовується в радіоспектроскопії для стабілізації магнітного поля методом ядерного резонансу, лежить в основі створення еталона атомної секунди.