一个静止的电子因其所具有的静止质量和单位负电荷而产生引力和负电场力，而一个运动的电子除了产生原有的引力和电场力之外，还因体内所增加的磁能而产生磁场力。一个运动的质子会因结构中两个u夸克（带2/3单位电荷）和一个d夸克（带-1/3单位电荷）的运动而增加磁能并产生磁场。同理，一个运动的中子会因其结构中两个d夸克和一个u夸克的运动而使对外显示电中性的中子增加磁能并产生磁场。由于中子内部结构中三个夸克的电场力被完全相互抵消，因此由这三个夸克所产生的磁场力也处于相互抵消的平衡状态。

原子是由围绕原子核运动的电子所组成的，而原子核又是由质子和中子所组成的，因此原子的最终组成成分是携带电荷的电子和夸克。一个原子的运动必然导致其中的电子和夸克的运动，因此也必然导致这些电子和夸克增加磁场。由电磁学和电动力学理论可知，只有进行匀速直线运动的带电体产生磁场，而变速或变向运动的带电体产生磁场和感应电场。由于原子中的电子和夸克相对于该原子有相对运动，因此运动原子中的电子和夸克产生磁场和感应电场。