미세구조란 1차 상대론적 보정을 통하여 나타나는 원자의 스펙트럼 무늬의 갈라지는 현상이다. 비상대론적 관점에서는 스핀이 없기 때문에 미세구조가 형성되지 않는다. 예컨대, 수소 원자에서 에너지 준위는 n값에만 의존한다. 하지만, 양자역학을 이용하여 더 세밀하게 살펴보면, 에너지 준위가 세부적으로 나뉜다. 이런 축퇴된 에너지 레벨을 분리할 때 나오는 스펙트럼 무늬가 미세구조이다.